城市部件三维一体化采集方法研究及工程应用

城市部件普查工作是建设数字城管系统过程中的一项基础性工作,是实现精细化、数字化、科学化、智慧化管理城市的重要组成部分。以某城市部件普查项目为背景,利用车载三维激光移动测量系统技术,辅助背包SLAM技术,结合定制的城市部件提取软件,利用已有基础数据,形成了一套完整的城市部件三维一体化采集流程,并应用于项目实践,对城市部件普查项目的成本控制、精度提高、效率提升起着一定的作用。

基于移动车载测量系统的行道树采集

通过移动车载测量技术采集得到道路点云数据,并且基于分层格网点密度法实现了车载点云数据中行道树三维信息的提取。通过不断改变分层格网密度法中不同参数设置,研究行道树三维信息提取结果与算法参数的关系。实验结果表明,分层格网密度法能够有效提取行道树三维信息,然而不同的参数设置对提取结果影响较大,可根据实际地形条件等设施合理参数。

车载移动测量系统精度影响因素分析研究

以宁波市测绘设计研究院的车载激光扫描与全景成像城市测量系统为例,在速度、激光入射角和GPS信号失锁等不同外部条件影响下,获取了大量实验数据。综合分析评价了车载移动测量系统的数学精度变化情况,为移动测量系统在各种城市测量环境中的适用性提供参考依据,以期扩大该技术在测绘领域的应用。

基于激光雷达信息和单目视觉信息的车辆识别方法

采用单一传感器识别前方车辆易造成误判,为了提高检测准确率,提出了一种基于激光雷达信息和单目视觉信息的车辆识别方法,该方法综合考虑了激光雷达传感器和单目视觉传感器的信息。首先对激光雷达原始信号进行预处理,然后对筛选后的数据进行最临近距离法聚类处理,并转换到图像坐标系中,初步确定障碍物检测的ROI(感兴趣区域)。提取ROI区域的图像,并对其进行灰度化,灰度增强和图像滤波的预处理。通过计算预处理后图像的熵值归一化对称性测度,完成前方车辆的检测。通过实验,验证该方法可以较好地识别前方车辆,弥补了单一传感器在车辆识别中的不足,同时耗时较短,可以满足实时性的要求。

车载移动测量系统装备研制与应用

为实现空间信息的快速及高效获取,在集成GNSS、IMU、全景相机、激光雷达等主要传感器的基础上,研制了车载全景激光耦合式移动测量系统。根据精密解算的位置姿态信息,对全景影像和激光点云进行了耦合,生成含有真彩色点云的可量测实景影像,提出鸟瞰实景影像、基于浏览器的海量点云网络发布等点云应用新形式。该系统在渝武高速公路扩能改造工程快速移动测量中的成功应用,证明系统不仅安装简便、采集快速、处理高效、成果丰富,而且具备厘米级的测量精度,有效提高了空间信息的获取及处理效率。

基于最小二乘原理的移动测量传感器集成检校技术研究

移动激光雷达测量系统由多个传感器集合而成,各传感器采集数据相对独立,集成安装后获取点云精度质量通常难以控制。针对这一问题,提出了一种基于最小二乘平差原理的特征点检校方法,结合空间配准算法构建推导平差模型,求解误差参数。通过多源传感器数据融合配准,对加入误差改正数后的成果点云质量比较分析。实验结果表明,这种检校方法能够达到提升点云模型精度的目的。

车载移动测量系统在路面平整度评价中的应用

路面平整度关系到车辆行车的安全性、舒适度以及道路的使用寿命,是评定道路路面质量的主要技术指标之一。传统的分析方法大多数都是利用道路纵断面上离散点的高程信息来分析评价道路平整度,不过却存在着人力、物力消耗大,分析结果精度达不到标准的缺点。车载移动测量设备外业采集的激光点云数据包含了丰富的路面高程信息,完全符合路面平整度分析对于数据的要求。本文从激光点云数据中提取出道路纵断面上最大深度信息,进行路面平整度分析,取得了满意的效果。

利用无人机LiDAR完善车载移动测量系统数据的研究与应用

在扫描过程中车载移动测量系统,主要获取道路两侧数据。受建筑物等的遮挡,获取的数据不完整,部分区域GNSS信号不好,造成数据精度下降,很难单独完成某一工程任务。无人机LiDAR数据精度高,空对地测量遮挡少,但其安全性、近地数据精细度不理想。基于车载移动测量与无人机LiDAR的优缺点及互补性,本文提出利用小型无人机LiDAR来完善车载点云数据,实现高精度快速数据采集方案。试验证明,该方案切实可行,能够大大提高车载移动测量系统的可用环境,值得推广应用。

三维激光扫描仪和车载移动测量系统在工程测量中的应用

根据规划部门对市政道路、桥梁及隧道等基础设施竣工后的管理要求,以及满足项目绿化等工作量的结算,本文将地面和车载三维激光扫描技术相结合,辅以常规测量手段做补充,以双碑大桥及连接隧道工程竣工测量为实例,讨论了三维激光扫描技术在规划核实测量中的应用。通过三维激光扫描技术获取的激光点云数据,为数字化城市建设和可视化管理提供了数据基础。

基于3D SLAM算法的输电线路激光雷达移动测量系统设计

输电线路运行过程中会受到外力破坏及内部元件故障的影响,导致其检修难度较大,基于此问题,提出了基于3D SLAM算法的输电线路激光雷达移动测量系统设计。采用便携式结构装载硬件,方便移动。选择DSP和虚拟磁盘存储器两种数据采集装置,在中央处理器中进行数据的采集和存储。为获得高密度激光回波点的三维坐标,设计激光雷达系统,利用激光雷达固定中心对数据展开分析,用位姿图来表示具体位置。采用非线性最小二乘法计算目标函数,通过数学模型的计算方法,避免了外界干扰,从而得到准确的测量结果。由实验结果可知,应用该系统检测到输电线路故障点1坐标为(-60,100,-30),故障点2坐标为(100,-80,0),与实际故障点坐标一致,测量结果精准。

基于标靶的车载移动测量系统高程校正方法

针对道路改造测量对于高程方向的高精度要求,研究通过在车载移动测量系统轨迹沿线布设标靶点,利用水准测量得到的标靶点高程对三维激光点云高程进行精度校正,将车载移动测量系统应用于高精度道路测量。实际案例表明,在布设标靶进行高程校正后,高程精度可以达到1.3 cm,完全满足道路测量的精度要求。

病房巡视机器人复杂环境下的避障技术研究

针对医院病房巡视机器人的工作环境复杂多变、障碍物形状各异的特点,提出了一种基于视觉-激光传感器的障碍物检测方法.通过视觉获得障碍物的大小、远近信息.结合激光传感器对环境的感知能力,构建虚拟障碍物,并形成避障策略关键字.通过查询避障策略表,实现病房巡视机器人在复杂环境下的安全避障功能.实验结果验证了该方法的有效性.

车载激光测量系统检校场布设及实施

探讨了车载激光移动测量系统检校场应满足的环境条件,以Lynx Mobile Mapper系统为例,介绍了系统检校场建设的步骤、方法以及系统参数的标定工作。数据测试和统计分析表明,系统检校场建设合理,能够满足该系统相关参数的标定要求。

基于激光点云的高精度井盖提取和沉降病害检测方法研究

针对传统的道路测量方法存在效率低、安全性差,且无法快速直接地获取井盖病害信息的问题,提出了一种结合三维激光点云的井盖病害检测方法。通过分析点云数据中路面井盖的空间分布特征和强度反射特性,首先设计了梯度和布料模拟滤波(CSF)组合算法提取地面点后生成强度图像,然后通过自适应阈值对强度图像进行二值化,在此基础上用限制参数的Hough圆检测方法定位井盖位置,实现了路面井盖的精准提取;最后通过计算井盖中心和邻域点云高差均值,实现了井盖的沉降病害检测。对北京三环道路的实地数据进行实验,结果显示,该方法能直接准确地获取路面井盖位置和病害等信息,井盖提取准确率达到84%,精准率达到98%。与传统测量方式相比,该方法可有效提高井盖提取效率和作业安全性,有助于后期公路路面井盖的检测和维护工作。