车载式三维信息快速采集及数据处理系统是通过在汽车上安装三维信息采集设备(线阵数码相机、面阵数码相机、GPS、激光测距仪),在行驶过程中完成对路面、桥梁、路牌、标志及道路两边街景的三维信息采集,并在后期对采集来的数据进行处理,最终实现3D车载导航电子地图和城市三维精确建模所需数据的要求。目前,空对地观测已经发展有机载和星载的高分辨率、高光谱和雷达观测技术,但仍未解决城市高层建筑遮挡区、高层建筑物立面,以及城市和众多工程建设所需的高速度的三维测量问题。本课题作为空对地观测技术的一种必要的技术补充,主要研究新近发展的多种传感器的集成技术,从地面快速采集城市环境及各种工程目标的三维信息,以满足当前“数字城市”的需要。主要研究内容包括: ① 高精度时间同步控制器的设计与实现 车载式三维信息快速采集系统综合了多种先进的数据采集设备,要完成最终的“数字城市”三维景观模型的建立,需要各种数据采集设备采集到的数据之间具有相对时间的高度同步性。根据系统在运行中的实际要求,通过软件编程内部保证了精确的数据采集触发脉冲控制时钟,最终实现了不同采集设备所采集数据之间的高精度时间同步性控制,运行效果良好。 ② 激光扫描仪高速数据采集系统的设计与实现 为了满足实际高速数据采集的需要,通过对MOXA公司的高速串口卡进行改造,并结合实际情况利用多线程技术、双缓冲机制编制了与高速串口卡相配套的数据采集软件,很好的解决了激光扫描仪高速数据采集的问题。 ③ 基于移动坐标框架的多传感器数据采集系统的构建 车载式三维信息快速采集系统综合了线阵CCD数码相机、面阵CCD数码相机、激光扫描仪、GPS、三维倾角仪等多种数据采集设备,各种设备通过时间同步控制器协同工作,构建成移动坐标框架,与采用静态图像采集而后进行计算机三维建模方法相比,具有更高的工作效率和更加方便的数据更新手段。 ④ 真实“数字城市”三维场景再现 总体来说,车载式三维信息快速采集及数据处理系统的构思不同于国内其他类似项目,完全抛弃了只是用电脑建模实现三维虚拟景观的思想,利用本系统所建立的三维场景,是真正意义上的“数字城市”,是对城市道路交通、人文景观的真实再现,建模用的数据完全来自于城市的真实场景,摆脱了以往完全利用电脑建模而形成的千篇一律的城市模型,在国内处于领先的地位。 本课题将激光扫描仪(Laser Scanner,LS)、全球卫星定位系统(Global Positioning System,GPS)、CCD相机集成于一体,并开发多源信息复合处理软件,使之构成综合、完善、灵活的工程实用系统。