随着计算机技术和传感器技术的不断发展进步,激光雷达技术(LiDAR,Light Detection and Ranging)发展迅猛,日趋成熟,得到了广泛应用。传统LiDAR系统解决了数据获取效率低下的问题,但其设备沉重,体型大,不便于携带和安装,多平台联合应用方案实施程序繁琐成本高。激光扫描仪、惯性测量单元IMU等传感器日益小型化,为LiDAR系统的小型化奠定了基础,本文通过测试研究集成了一套多用途小型LiDAR系统,体型小,质量轻,成本低,可在小型无人机和汽车等多种平台上快速切换,分别从空中和地面获取数据,实现一套系统多种用途的目的。本文主要工作如下:⑴系统控制与数据记录的小型化紧密集成。本文研究出一套系统控制模块,完善了系统控制和数据记录问题,结合板卡式计算机实现了系统控制和数据记录的紧密集成。⑵多平台快速切换方案。针对集成的小型LiDAR系统,本文设计了一套空地多平台快速切换的方案,使得小型LiDAR系统既可以服务于小型无人机从空中获取数据,又可以服务于汽车等平台获取地面数据,还可以满足空地多平台联合应用,实现空地完整数据快速获取和一套系统多种用途的目的。⑶系统参数标定。为获取高精度和高质量的数据,针对集成的系统,设计了系统的参数标定方案,构建了系统的参数标定模型,开发了一套系统参数的标定程序,实现了系统参数的高精度标定。⑷系统性能测试实验。本文设计了多用途小型LiDAR系统利用多平台快速切换实现小区域内空地一体化完整数据获取的方案,总结出一套利用多用途小型LiDAR系统从空中获取的点云纠正和弥补地面点云的流程,实现了小区域内完整数据的采集和处理。为验证该系统的应用方向,对获取的城市道路数据点云进行了分析和精度验证,证明该系统可以给城市道路建模、部件测量和井盖病害监测提供高精度高质量的三维可视化数据,方便城市道路和部件的维护和管理。