基于灭点查找的姿态角测量方法在路面三维重建中的应用

第２４卷第７期传感技术学报

Ｖ０１．２４Ｎｏ．７

２０１１年７月

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基于灭点查找的姿态角测量方法在路面三维重建中的应用木

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，１．国防科学技术大学光电科学与工程学院，长沙４１００ｒ７３；、＼２．第２０军炮兵旅，河南确山４６３２００

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摘要：在对机场道路或高速公路直线段等平直路面的ｉ维重建应用中，针对道路平直的特点，提出了基于灭点查找的姿态

角测量方法来校正扫描仪获取的路面三维重建结果。该方法通过提取前视图片中道路灭点的像素坐标来获取运载平台实时的航向角和俯仰角信息，在此基础上结合运载平台的速度信息获得行驶轨迹，最后以行驶轨迹为参考对扫描仪获得的点云数据进行配准，从而获得真实路面场景的三维形貌。实验结果表明，该方法获得的姿态角精度较高，利用此方法重建后的路面三维形貌与实际情况达到了较好的吻合。

关键词：ｉ维萤建；姿态角测量；灭点；激光扫描仪，

中图分类号：ＴＰ２１２．１４

文献标识码：Ａ

文章编号：１００４一１６９９(２０１１)０７一１０８ｌ一晰

基于多传感器信息融合的路面三维重建技术广感器，前者应用于航向角的测量，后者可以用来测量

泛应用于高速公路及机场跑道等路面损毁状况的自相对于水平面的倾角变化量。理论计算和实验证

动检测领域。在道路快速维修能力建设中，毁伤程明：在实际应用中由于车辆转弯避障的需要，三个欧

度评估是基础中的基础。传统的道路毁伤评估主要

拉角中的航向角变化幅度较大，对路面三维重建效依赖人工目视测量的方式来完成，精度低、速度慢。

果影响也最大。目前广泛应用的航向角传感器原理

为此我们采用了一种自动测量方法：将单线式激光大都是基于地磁场方向来判断角度变化量，因此它

扫描仪安装于车辆上，在车辆行驶过程中对路面进的精度不高。对使用环境的磁场稳定性要求也较为行不间断扫描，从而获得道路三维形貌。

苛刻。为此，我们结合使用相机和激光扫描仪，通过根据车辆运动过程中对应的三个欧拉角(航向对一系列前视时序图片中道路灭点坐标的获取来获角、俯仰角和横滚角)性质的不同，现有的角度测量得车辆实时的航向角和俯仰角，以此为基础来校正传感器可分为航向角传感器(电子罗盘)和倾角传

扫描仪得到的三维地形数据，进而准确实现路面的

项目来源：总后勤部预研基金项目收稿日期：２０ｌＯ—１２—２８

修改日期：２０ｌｌ一０３一ｌＯ

万方数据