基于點云的路面建模技術研究.pdf

1、我國近年來經(jīng)濟飛速發(fā)展，這使得我國國民各項基礎設施更為齊全，尤其是公路建設。我國公路已經(jīng)達到了很高的覆蓋度，未來的工作重點將是對已建成道路的維護，維護的第一項任務即為道路檢測。目前傳統(tǒng)的路面二維測量技術測量效率低、精度差難以適應經(jīng)濟發(fā)展。相對于傳統(tǒng)檢測方法，激光掃描測量技術具有直接快速獲取高精度的空間坐標信息的特點，成為近幾年研究的熱門領域。將激光傳感器裝載到車體上形成的車載移動測量系統(tǒng)，其具有獲取數(shù)據(jù)快速、準確的特點，被廣泛應用在地表

2、及建筑物等三維信息的獲取方面。將其應用在道路檢測方面與傳統(tǒng)檢測方法相比具有速度快、安全、可靠且可以進行路面二次可視化等優(yōu)勢。如果能將車載移動測量技術應用到道路路面的檢測將會大大提高路面維護效率，因此此項應用具有很好的前景。
　　基于上述情況，本論文研究了利用車載激光傳感器獲取公路路面點云進行在線的和離線的路面三維重建和路面參數(shù)檢測的相關技術。本文所使用的車載系統(tǒng)主要硬件包括激光和灰度相機以及一臺高配服務器。本文詳細介紹了系統(tǒng)工作原

3、理及其數(shù)據(jù)獲取方法并根據(jù)傳感器獲取的實際數(shù)據(jù)構建了三維路面模型。
　　本文首先研究了針對采集的點云數(shù)據(jù)的預處理，使用三次樣條插值進行了數(shù)據(jù)的補全，對比了基于掃描線的角度-弦高點云簡化算法，針對算法數(shù)據(jù)簡化后特征不突出的問題，使用了隨機抽樣一致性算法進行點云簡化，能夠很好的保留路面特征。然后分析不規(guī)則三角網(wǎng)格的建模算法，對基于三角形生長思想的自適應分塊的不規(guī)則三角網(wǎng)算法和基于分治思想的算法進行了對比，并應用與路面建模。同時，針對規(guī)則

4、網(wǎng)格的層次細節(jié)算法進行了深入研究，對比基于四叉樹的層次細節(jié)算法和基于二元三角樹的分塊ROAM算法，對分塊ROAM算法進行改進，改進后算法能夠很好的進行路面三維建模。另外還研究了OpenGL成像原理、多線程技術、內(nèi)存映射技術以及大數(shù)據(jù)量的調(diào)度等問題。在以上理論研究的基礎上開發(fā)了路面三維交互可視化系統(tǒng)，系統(tǒng)包括兩個模塊在線模塊和離線路面三維漫游模塊，利用C++語言編程實現(xiàn)了系統(tǒng)各模塊功能。工程應用表明，在線模塊能夠采集海量路面數(shù)據(jù)，并能通過