题目：车载移动测图系统同步定位及地图创建方法研究

随着数字测绘需求的日益增多，车载移动测图系统成为当今测绘领域的一个研究热点。其有效集成了地理信息系统、数字地图等量测技术。可在系统运动过程中对环境进行快速有效的测量，在城市管理、交通、公共管理、抢险救灾等领域具有广阔的应用前景。课题研发的无GPS的车载移动测图系统，有效解决了GPS在室内环境下，GPS失锁问题。但其存在的里程计积累误差和倾角仪随机误差，会大大影响系统的量测精度。为解决此问题，课题首先利用同步定位及地图创建算法，解决由车载移动测图系统里程计引起的运动误差积累的问题，有效提高了系统的定位精度。再利用数据配准算法解决相邻点云间的数据匹配问题，进一步提高系统测绘精度。论文的主要工作内容如下：1）介绍了国内外同步定位及地图创建的研究现状，分析了各种实现方法的优缺点。详述系统的点云数据坐标融合方法，分析了引起系统量测误差的原因，并提出了解决上述误差的方法。2)提出了结构化环境中基于角度阈值的直线特征提取算法，将提取的环境中的直线特征作为同步定位及地图创建算法中的路标特征，解决了传统同步定位及地图创建算法需人工安置路标的问题。提出了以垂足坐标代替直线特征的方法，降低了环境路标特征占用维度，通过实验对算法有效性进行了验证。3)论证了基于扩展卡尔曼滤波实现同步定位及地图创建算法的可行性。提出了系统状态的宽间隔重预测方法，实现对系统状态的多次预测，提高了系统的状态预测精度。利用扩展卡尔曼滤波，实现了系统同步定位及地图创建，设计实验验证了算法有效性。4）针对经同步定位及地图创建校正后，系统仍存在的量测误差，引入相邻激光数据的配准算法。基于四元数实现全局配准方法后，利用八叉树分割方法，实现了基于迭代最近点算法的局部配准，从而进一步提高了系统的测绘精度。通过实验验证了配准算法的有效性。