移動測量之車載三維激光掃描技術應用

移動測量技術是一種基于移動載體進行點云和影像數據采集的技術。能夠實現在移動載體行進過程中獲取精確的地理編碼影像和激光點云數據。可分為車載、機載、船載及背包等。
車載三維激光掃描技術是以車輛為運行載體,將三維激光掃描設備、衛星定位模塊、慣性測量裝置、里程計、全景相機、總成控制模塊和高性能板卡計算機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據、高密度三維點云和高清連續全景影像數據,通過統一的地理參考和攝影測量解析處理,實現高效率、高精度的空間地理信息數據采集。
該項技術可實現快速掃描,安全操作,應用范圍廣泛;所獲取數據非常詳細,可獲得高精度地物表面點云信息和高清影像數據;具有附加的測量信息,如激光強度、色彩等,這是傳統測量不能做到的;精確高速的數據獲取、減少數據采集和分析的回轉次數;對掃描區域進行的長程、高速掃描,可使效率最大化;一次掃描后可以在點云模型上進行反復的“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,主要設備參數如下:
系統硬件 | 廠家 | 型號 | 特征指標 | |
激光掃描系統 | Riegl | VUX-1HA | 激光等級 | 1 級 |
測量范圍 | 1.2-420m | |||
測量精度 | 5mm,重復精度 3mm | |||
視場角 | 360° | |||
掃描頻率 | 10-250Hz | |||
點云密度 | 1000000 點/秒 | |||
角分辨率 | 0.001° | |||
POS系統 | Honeywell | HG4930 | 數據更新率 | 600Hz |
定向精度 | 0.010° | |||
姿態精度 | 0.005° | |||
陀螺零偏穩定性 | 0.25°/hr | |||
加速度計量程 | ±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 | 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 | |||
控制點或驗證點采用控制點采集采用華測i90慣導RTK,另對于較復雜的JC互通及IC出入口,采用大疆精靈4無人機作為補充采集設備。
項目實施過程中主要分為準備階段、數據采集、數據預處理及數據后處理四個階段,根據測區范圍及網絡RTK配備情況,可選擇架設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,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。
采用專用軟件先進行POS軌跡解算,然后進行數據預處理,解算成.LAS格式數據,評定精度后轉到下道工序。
使用后處理軟件進行高精地圖、地形圖、地籍圖、DEM等成果的繪制。
激光雷達是新型激光傳感器。在對地觀測領域,其最初目的是為獲取高精度數字表面模型。經一定處理,獲得剔除植被、人工建筑等以后的數字地面模型。應用已經擴大到基礎測繪、林業管理、管線選線、島礁測繪、困難地區測繪、高精地圖、新型基礎測繪等領域。
經預處理及糾正后的高精度點云數據,利用相關專業軟件,可實現城市內全要素數據采集,建設高精度數字孿生城市;可實現安全、快速的野外全數字地形測繪生產;可實現公路、鐵路等帶狀地形勘察,提高數據更新頻率,并能輸出三維成果;可對道路信息采集、高速公路巡檢、資產管理等業務提高工作效率,快速提取里程樁、資產等信息;可實現對有各種逆向建模需求的項目進行高精度、快速的生產。


我公司已采購兩臺套車載移動測量設備,具有穩定的采集隊伍,已完成江蘇蘇北區域高速公路、北京五環及五環外高速公路總計約1萬公里的道路數據采集,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