摘要:华测导航以AU20、AP7及配套全景相机、组合导航和软件,为公路勘察、改扩建及道路竣工测量提供车载移动测量方案。系统在车辆行进过程中记录道路现状,通过激光点云呈现空间形态、全景影像辅助地物判读,并经解算、平差和道路要素提取形成相关成果。面向不同工程任务,项目可结合采集范围、目标覆盖及成果要求,安排单头或双头配置和内业处理。
道路工程在不同阶段都需要现状数据。开展勘察时,需要掌握道路及周边地形;进行改扩建时,需要了解既有设施与道路的空间关系;道路建成后,还要记录路面和沿线设施的建成状态。这些工作各有重点,都离不开对现场空间信息的获取与整理。
华测导航的车载移动测量方案将沿线采集与内业生产结合起来。系统以AU20为核心设备、AP7为车载平台,配合相关传感器获取现场数据,再通过SmartGo、CoPre和CoProcess完成采集控制、解算预处理及点云处理,让工程人员能够利用点云、影像和矢量成果开展后续工作。
不同工程阶段,关注不同的道路信息
公路勘察首先要了解道路及周边环境。华测系统通过连续采集,将路面、路侧地物及沿线环境记录为点云和影像。内业人员可据此查看现场情况,按要求开展空间量测与要素提取,为现状测绘、地形信息整理及勘察设计提供基础数据。

改扩建任务更关注既有道路与周边设施之间的关系。护栏沿线延伸,标志、路灯和其他设施分布在不同位置,项目人员需要了解它们的空间形态,也需要辨认现场对象。华测方案以点云记录几何信息,以全景影像补充外观,便于整理沿线现状。具体采集范围和成果内容,可根据改扩建任务确定。
竣工测量围绕建成状态展开。华测车载系统可采集路面及沿线设施的空间信息,用于相关成果制作。实施时,应根据项目要求明确测量内容、控制条件和成果精度,再安排数据处理与检查。
将扫描、定位定姿与影像采集结合
车辆采集过程中,扫描设备不断移动,也会随转弯、加减速和路面颠簸改变姿态。华测车载移动测量系统通过AU20获取目标相对于设备的位置,同时结合GNSS卫星定位信息和惯导记录的运动、姿态变化进行解算,确定各测量点的空间位置。
AP7搭载AU20及相关传感器,提供单头和双头配置:单头使用一个激光头完成扫描,双头采用斜45°布置的双激光头,从不同方向获取地物信息。道路设施的形状、朝向和遮挡关系不同,多角度扫描可补充单一视角下不易记录的信息,减少扫描盲区。具体配置可围绕工程所需目标和沿线环境安排。

对于需要查看设施外观、标志内容及周边环境的工作,全景相机记录的现场影像可与点云配合使用。影像也可用于点云着色,使内业人员在查看几何形态时获得相应的外观信息。
扫描技术与内业算法服务于道路作业
华测AU20采用第四代RWP实时波形处理技术,最大点频为200万点/秒、最大转速为200转/秒,支持道路及周边地物的连续采集。对于两侧较远的目标,车载长距多周期技术支持在250米测距时仍使用200万点/秒的点频作业。作业人员可结合车速、目标距离、扫描配置和路线,按成果要求设置采集参数。
AU20的测距精度为5毫米、重复精度为3毫米,均为华测测试条件下、50米距离处的一个标准差值。这组指标描述相应条件下的测距表现,不等同于最终点云的绝对精度。工程成果精度还需结合定位定姿、数据处理及项目要求进行检查。
在内业阶段,华测针对着色和多趟数据处理提供了相应算法。新一代全景着色算法结合AI掩膜,识别移动车辆、行人并处理相应区域,减少动态对象对全景着色的干扰。对于分段或多趟采集的数据,升级后的VMA平差算法将控制点纠正与平差结合,可利用一趟轨迹选取的控制点带动另一趟轨迹同步平差,减少逐趟重复选点。
从采集任务安排到工程成果整理
外业开始前,作业人员根据路段特点规划路线,安装设备并完成初始化。SmartGo用于设置和控制采集任务,同时显示点云、轨迹、惯导姿态及卫星定位等信息,便于人员查看作业状态,并在需要时检查设备与数据。
采集完成后,数据导入CoPre开展解算与预处理,完成点云生成、着色及相关平差处理。随后,作业人员使用CoProcess进行点云处理和道路要素提取。软件支持道路箭头、虚实线、道路边线、行道树等常见要素的智能提取,并进一步整理矢量成果。
工程人员可以根据任务使用不同成果:利用点云查看与量测道路空间形态,结合影像辨认地物,以矢量图开展制图和信息整理。对于还需要用于道路资产管理的数据,可按项目标准整理后进一步导入GIS库。
浙江国道项目的应用记录
浙江某公路单位在道路资产数字化项目中,采用华测AP7双激光方案,搭配C7200相机、车轮编码器及户外移动电源开展国道路段采集。项目采集时的平均行驶速度为65公里/小时,单日作业约7小时,采集里程450公里,获取约1TB数据。内业解算约21小时,道路要素矢量提取由一人完成,用时约16小时,最终形成点云、彩色点云、影像和DXF矢量图。¹
这项应用展示了华测方案将道路现场记录整理为多种成果的实际过程。面向公路勘察、改扩建和竣工测量,华测同样提供相应的采集与处理工具,项目人员可围绕具体测量内容组织设备配置、沿线采集和内业工作,获取并整理所需的道路信息。
注释:¹ 上述记录对应浙江道路资产数字化项目,实际作业表现与路况、采集参数、计算设备和成果要求有关,不作为其他工程任务的统一作业指标。

原标题:车载移动测量系统厂家方案:服务道路勘察与工程测绘
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