移動測量之車載三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用

移動測量技術(shù)是一種基于移動載體進(jìn)行點(diǎn)云和影像數(shù)據(jù)采集的技術(shù)。能夠實(shí)現(xiàn)在移動載體行進(jìn)過程中獲取精確的地理編碼影像和激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)??煞譃?/span>車載、機(jī)載、船載及背包等。
車載三維激光掃描技術(shù)是以車輛為運(yùn)行載體,將三維激光掃描設(shè)備、衛(wèi)星定位模塊、慣性測量裝置、里程計(jì)、全景相機(jī)、總成控制模塊和高性能板卡計(jì)算機(jī)集成并封裝與汽車的剛性平臺之上,在汽車移動過程中,快速獲取高精度定位定姿數(shù)據(jù)、高密度三維點(diǎn)云和高清連續(xù)全景影像數(shù)據(jù),通過統(tǒng)一的地理參考和攝影測量解析處理,實(shí)現(xiàn)高效率、高精度的空間地理信息數(shù)據(jù)采集。
該項(xiàng)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)快速掃描,安全操作,應(yīng)用范圍廣泛;所獲取數(shù)據(jù)非常詳細(xì),可獲得高精度地物表面點(diǎn)云信息和高清影像數(shù)據(jù);具有附加的測量信息,如激光強(qiáng)度、色彩等,這是傳統(tǒng)測量不能做到的;精確高速的數(shù)據(jù)獲取、減少數(shù)據(jù)采集和分析的回轉(zhuǎn)次數(shù);對掃描區(qū)域進(jìn)行的長程、高速掃描,可使效率最大化;一次掃描后可以在點(diǎn)云模型上進(jìn)行反復(fù)的“模型測繪”。
我司采用的載體為燃油車輛,掃描儀器為華測Alpha3D車載移動測量系統(tǒng),主要設(shè)備參數(shù)如下:
系統(tǒng)硬件 | 廠家 | 型號 | 特征指標(biāo) | |
激光掃描系統(tǒng) | Riegl | VUX-1HA | 激光等級 | 1 級 |
測量范圍 | 1.2-420m | |||
測量精度 | 5mm,重復(fù)精度 3mm | |||
視場角 | 360° | |||
掃描頻率 | 10-250Hz | |||
點(diǎn)云密度 | 1000000 點(diǎn)/秒 | |||
角分辨率 | 0.001° | |||
POS系統(tǒng) | Honeywell | HG4930 | 數(shù)據(jù)更新率 | 600Hz |
定向精度 | 0.010° | |||
姿態(tài)精度 | 0.005° | |||
陀螺零偏穩(wěn)定性 | 0.25°/hr | |||
加速度計(jì)量程 | ±20g | |||
信號接收 | GPS L1/L2 、GLONASS L1/L2、北斗 B1、B2 | |||
角分辨率 | 0.002° | |||
影像系統(tǒng) | PointGrey | Ladybug5 | 鏡頭 | 6個 |
單幅圖像分辨率 | 3000萬 | |||
幀頻/行頻 | 10fps @1.1m | |||
視場范圍 | 360° | |||
芯片 | 6個Sony ICX655 CCD | |||
支持端口 | USB3.0 | |||
控制點(diǎn)或驗(yàn)證點(diǎn)采用控制點(diǎn)采集采用華測i90慣導(dǎo)RTK,另對于較復(fù)雜的JC互通及IC出入口,采用大疆精靈4無人機(jī)作為補(bǔ)充采集設(shè)備。
項(xiàng)目實(shí)施過程中主要分為準(zhǔn)備階段、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理及數(shù)據(jù)后處理四個階段,根據(jù)測區(qū)范圍及網(wǎng)絡(luò)RTK配備情況,可選擇架設(shè)基站或采用虛擬基站(免基站),對于較大范圍的帶狀道路采集首選虛擬基站服務(wù),在軌跡解算階段直接下載虛擬基站位置信息,可極大提高采集效率。
采用專用軟件先進(jìn)行POS軌跡解算,然后進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,解算成.LAS格式數(shù)據(jù),評定精度后轉(zhuǎn)到下道工序。
使用后處理軟件進(jìn)行高精地圖、地形圖、地籍圖、DEM等成果的繪制。
激光雷達(dá)是新型激光傳感器。在對地觀測領(lǐng)域,其最初目的是為獲取高精度數(shù)字表面模型。經(jīng)一定處理,獲得剔除植被、人工建筑等以后的數(shù)字地面模型。應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)大到基礎(chǔ)測繪、林業(yè)管理、管線選線、島礁測繪、困難地區(qū)測繪、高精地圖、新型基礎(chǔ)測繪等領(lǐng)域。
經(jīng)預(yù)處理及糾正后的高精度點(diǎn)云數(shù)據(jù),利用相關(guān)專業(yè)軟件,可實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)全要素?cái)?shù)據(jù)采集,建設(shè)高精度數(shù)字孿生城市;可實(shí)現(xiàn)安全、快速的野外全數(shù)字地形測繪生產(chǎn);可實(shí)現(xiàn)公路、鐵路等帶狀地形勘察,提高數(shù)據(jù)更新頻率,并能輸出三維成果;可對道路信息采集、高速公路巡檢、資產(chǎn)管理等業(yè)務(wù)提高工作效率,快速提取里程樁、資產(chǎn)等信息;可實(shí)現(xiàn)對有各種逆向建模需求的項(xiàng)目進(jìn)行高精度、快速的生產(chǎn)。


我公司已采購兩臺套車載移動測量設(shè)備,具有穩(wěn)定的采集隊(duì)伍,已完成江蘇蘇北區(qū)域高速公路、北京五環(huán)及五環(huán)外高速公路總計(jì)約1萬公里的道路數(shù)據(jù)采集,目前在施新疆全境約1.8萬公里的高速公路道路信息采集。
沐城測繪(北京)有限公司
移動測量部
2021/7