[发明专利]隧道GNSS拒止环境下车载扫描点云的几何纠正方法

权利要求书

1.隧道GNSS拒止环境下车载扫描点云的几何纠正方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在隧道区域内，进行实地的标靶布设，标靶沿隧道延伸方向分组布设，每组包括4个以上的标靶，组间间隔设置；

S2、通过车载扫描系统测绘，获取包括各标靶点云数据在内的隧道点云数据；通过隧道测量控制网，实测各标靶的校准点坐标；

S3、对隧道点云数据进行处理，提取点云数据中对应的各标靶点云数据，并根据提取的各标靶点云数据，进一步获取各标靶点云数据中与实测标靶校准点对应的同名点坐标；

S4、通过实测的各组标靶的校准点坐标及与其对应的标靶点云数据中的同名点坐标，计算得到对应于每组标靶的转换参数，分别利用各组标靶对应的转换参数纠正与其布设位置相对应位置处的车载扫描系统的轨迹位置，获取纠正后的车载扫描系统的整体移动轨迹；

S5、根据纠正后的车载扫描系统的整体移动轨迹，将隧道点云数据从车载扫描系统的激光扫描坐标系解算到世界坐标系，并重新生成隧道点云。

2.如权利要求1所述的隧道GNSS拒止环境下车载扫描点云的几何纠正方法，其特征在于，步骤S1中，各组标靶间沿隧道延伸方向的间距为200~1000m，组内各标靶沿隧道延伸方向的布设长度小于10m，且组内各标靶布设于不同水平面；各标靶沿隧道延伸方向的边长d0.08*f/v，其中，f为车载扫描系统的激光扫描频率，v为车载扫描系统的行驶速度。

3.如权利要求1所述的隧道GNSS拒止环境下车载扫描点云的几何纠正方法，其特征在于，步骤S1布设标靶所采用材料的反射率高于隧道场景的反射率，两者反射率的差异应满足基于强度值的点云数据提取；标靶的形状具备满足基于形状的点云标靶模板匹配所要求的形状特征。

4.如权利要求1、2或3所述的隧道GNSS拒止环境下车载扫描点云的几何纠正方法，其特征在于，步骤S3中，对隧道点云数据进行处理，提取点云数据中对应的各标靶点云数据，并根据提取的各标靶点云数据，进一步获取各标靶点云数据中与实测标靶校准点对应的同名点坐标，具体包括：

S31、对点云数据进行强度采样：在车载扫描系统获取的点云数据中，随机选取部分标靶的点云数据进行强度值采样，确定标靶点云数据的强度值范围；

S32、对点云数据进行信息增强：通过S31确定的标靶点云数据的强度值范围，对点云数据进行强度值拉伸；

S33、标靶点云数据的粗提取；通过对S32增强后的点云数据进行直方图统计，根据强度信息剔除点云数据中异于所确定标靶点云数据强度值范围的其他点云数据，得到粗提取的标靶点云数据；

S34、将粗提取获得的标靶点云数据与预制的标准点云标靶模板进行形状匹配，得到精提取的标靶点云数据；

S35、根据精提取的标靶点云数据，提取标靶点云数据中与实测标靶校准点对应的同名点坐标。

5.如权利要求1、2或3所述的隧道GNSS拒止环境下车载扫描点云的几何纠正方法，其特征在于，步骤S4具体包括：

S41、通过实测的各组标靶的校准点坐标及与其对应的标靶点云数据中的同名点坐标，分别计算每组实测校准点坐标及与其对应的点云同名点坐标的转换参数；

S42、通过对应于每组标靶的转换参数，对与其布设位置相对应位置处的车载扫描系统的轨迹位置进行纠正；

S43、通过插值方法对相邻各组标靶间的车载扫描系统的轨迹位置进行补全，获取纠正后的车载扫描系统的整体移动轨迹。

6.如权利要求5所述的隧道GNSS拒止环境下车载扫描点云的几何纠正方法，其特征在于，步骤S41中，所述计算每组实测校准点坐标及与其对应的点云同名点坐标的转换参数，具体包括：通过奇异值分解的方法计算每组实测校准点坐标及与其对应的点云同名点坐标的旋转矩阵R与平移矩阵T。