以车辆为搭载平台，同步集成与控制激光扫描仪、CCD相机、GPS、IMU等多种传感器的车载激光扫描系统，能够快速获取道路及其周围建筑物、树木的三维表面信息，为高精度，高分辨率城市地理信息，特别是三维道路信息的快速获取提供了一种新的技术手段，广泛应用于智慧城市、三维城市建模、城市规划、智能导航与位置服务等领域。
　　车载激光扫描系统获取的点云数据海量、点密度高但分布不均、场景复杂、目标多样，数据易受环境的遮挡导致道路边界不完整乃至完全缺失。相对建筑物、树木等目标，道路环境形状多样，道路边界、标线等道路环境几何特征在海量点云中不明显。这些因素造成车载激光点云中道路环境几何特征识别困难，自动化程度低。
　　针对以上问题，本文重点研究了三维道路环境几何特征（道路几何边界、标线）解译方法，主要研究内容如下:
　　1、阐述了车载激光扫描系统对三维、高精度的城市环境、特别是道路环境快速获取的重要作用。介绍了车载激光扫描系统构成及其工作原理、发展历史和目前国内外知名商业车载系统的组成。介绍车载激光扫描系统的行业应用。对于车载激光扫描系统获取的离散点云从数据量、空间分布、场景复杂性和数据完整性等方面分析了道路环境几何特征智能解译的难点和关键，提出了本文的研究目标。
　　2、详细介绍了目前激光点云中道路几何特征提取的研究现状。对于目前国内外基于机载激光点云的道路特征提取研究进展，分别介绍了基于离散点云、融合其他辅助数据和机载激光点云进行道路特征提取的主要方法，分析了目前机载激光点云中高精确道路特征提取的问题。对于车载激光点云中道路几何特征提取研究现状，主要从点云转化成特征图像、基于扫描线和聚类分析的道路几何特征提取方法进行综述。总结了目前车载激光扫描点云中道路环境几何特征感知的特点与难点，以及未来的发展趋势。
　　3、针对车载激光点云中目标多样，从离散点云中难以直接提取道路环境几何特征的问题，提出一种基于移动窗口的道路区域识别方法。先介绍了车载激光扫描仪的扫描方式，针对无扫描线信息的车载激光点云，利用连续点云之间GPS时间或扫描角度的非规律跳跃，将离散点云组织成有序的二维扫描线条带。分析不同地物在扫描线中空间分布特点，利用多窗口组合的移动窗口从扫描线中提取道路区域点云，快速确定道路边界和标线的大致分布范围。
　　4、提出一种基于几何结构模型的道路几何边界快速提取方法。根据道路边界与路面、人行道的连接关系，归纳总结了三种常见的道路边界几何模型。分析道路边界与路面的高程差异、点密度差异和累计坡度差异从扫描线中识别道路几何边界。利用道路几何边界的空间分布特征，对提取的结果进行优化，实现道路几何边界的自动提取。
　　5、针对如何从车载激光点云中提取道路标线的问题，从标线几何特征、强度特征和语义特征等三个方面着手。利用标线多尺度分割的方法，实现标线点和地面点的快速分离。然后将分割后点云转化成强度特征图像，利用图像处理中算法，融合标线的几何形状特征和对称、排列等语义信息实现标线的快速提取。
　　6、为了验证以上提出的道路区域、道路几何边界、标线提取算法的有效性，采用现在主流商业车载激光扫描系统获取的道路环境数据进行实验。这些测试数据包含了城市公共区域、居民区、城市街区以及高速公路等不同道路环境，能够较好的检验算法的有效性与实用性。对道路区域、道路边界、标线提取方法中采用的参数进行了分析和探讨，然后对实验结果进行分析和精度评价。详尽的实验结果及评价指标值验证了本文提出的道路几何特征感知的准确性和有效性。