機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)繪一飛而過(guò),助力公路擴(kuò)容

發(fā)布日期：2019-03-13 22:39 瀏覽量：11049

在外業(yè)測(cè)繪時(shí)常會(huì)遇見(jiàn)這樣的情景：高速公路上，一前一后兩輛閃爍著警燈的巡邏車(chē)之間，一組工作人員正操作著測(cè)繪儀器。每測(cè)完一段，人員、設(shè)備和巡邏車(chē)都同步向前移動(dòng)一段距離。飛馳的汽車(chē)或從他們身邊掠過(guò)，或急劇剎車(chē)，作業(yè)區(qū)附近一時(shí)險(xiǎn)象環(huán)生。技術(shù)人員在“用生命測(cè)量”的同時(shí)，也造成道路阻斷、擁堵，給過(guò)往車(chē)輛造成極大不便和風(fēng)險(xiǎn)。

某公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院應(yīng)用機(jī)載激光雷達(dá)掃描技術(shù)。原本需要3個(gè)月且可能斷道的危險(xiǎn)測(cè)量工作，只花了10來(lái)天便得以安全完成，且未對(duì)正常交通造成影響。機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)的出現(xiàn)，為這樣常見(jiàn)的外業(yè)測(cè)繪情景帶來(lái)了便利，縮短了作業(yè)時(shí)間，提高了效率。

一架小型直升機(jī)搭載著激光雷達(dá)騰空而起，飛向高速擴(kuò)容標(biāo)段的上空，進(jìn)行空中掃描，初看外形像個(gè)“微波爐”。

激光雷達(dá)被架在直升機(jī)起落架上，它的外形并不炫酷，激光掃描器方方正正的就像一個(gè)“微波爐”。微波爐的側(cè)面，并排裝著數(shù)碼相機(jī)和一個(gè)叫IMU的設(shè)備，相機(jī)鏡頭朝下，用于獲取地面的彩色數(shù)碼影像，而簡(jiǎn)稱為IMU的“慣性測(cè)量單元”就像雷達(dá)的平衡器官，隨時(shí)感知著雷達(dá)的姿態(tài)。激光傳感器頭在微波爐的下方每秒發(fā)射和接收數(shù)百萬(wàn)個(gè)激光脈沖，對(duì)地面進(jìn)行精確測(cè)量。

激光掃描器和航攝的數(shù)碼相機(jī)是獨(dú)立的兩個(gè)系統(tǒng)，卻都接受控制存儲(chǔ)器的指揮。帶有激光和航攝相機(jī)的傳感器部分通過(guò)數(shù)據(jù)線與控制存儲(chǔ)器相連，如果把雷達(dá)的傳感器比作耳機(jī)和麥克風(fēng)，放在直升機(jī)機(jī)艙的存儲(chǔ)器則是一部“手機(jī)”，收攬所有測(cè)量結(jié)果。由于直升機(jī)震動(dòng)比較厲害，雷達(dá)的4個(gè)支腳裝有腳墊減震，就像穿了4只厚底的松糕鞋。

機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)繪手段既不堵路又安全

激光雷達(dá)掃描是一種全球趨勢(shì)的測(cè)繪手段，將大量減少人工測(cè)繪。與人工測(cè)繪相比，其最大的優(yōu)勢(shì)就是不用阻斷道路，同時(shí)能保證工作人員的安全。特別是改擴(kuò)建項(xiàng)目，用傳統(tǒng)的方式去測(cè)，不僅要占用車(chē)道造堵，在車(chē)輛的干擾之下，效率低下，工作人員也有危險(xiǎn)。

曾經(jīng)，70公里的道路由20幾個(gè)人測(cè)了兩個(gè)月；而運(yùn)用激光雷達(dá)掃描，3天完成5個(gè)架次的飛行作業(yè)，累計(jì)僅用9個(gè)小時(shí)就完成了測(cè)繪工作。地面配合人員僅為往常的1/2~1/3。

其次，激光雷達(dá)掃描非常準(zhǔn)確直觀，相當(dāng)于把野外搬到室內(nèi)，而現(xiàn)場(chǎng)可能只看到局部。改擴(kuò)建工程既有新車(chē)道，也有舊車(chē)道，新舊要無(wú)縫銜接，測(cè)量就必須準(zhǔn)確。比如路面加鋪瀝青、水泥混凝土1厘米與5厘米造價(jià)差別很大。這么長(zhǎng)的公路，一旦測(cè)錯(cuò)了，損失更慘重。從楊洪提供的圖上，記者看到，激光雷達(dá)影像掃描甚至能看清行駛車(chē)輛上的年審標(biāo)志。

同時(shí)，沒(méi)有道路的懸崖絕壁、茂密的森林、沼澤濕地或其他無(wú)法進(jìn)入的地方，激光雷達(dá)都能成功完成測(cè)量工作。還能為三維實(shí)景模型提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，方便建設(shè)、養(yǎng)護(hù)和運(yùn)營(yíng)管理等。

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