一种激光断面仪运动补偿用IMU%2fGPS%2fOD系统
激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用
187
广东科技 2008.06. 总第 189 期
专栏 勘察、测绘与测试技术
对山区公路路线勘察设计有关问题的分析
□张 浩钅监
摘 要: 本文主要是笔者根据现今公路建设的具体情况, 着重对山区公路路线的勘察设计进行简要的分析。 关键词: 山区公路; 路线; 勘察设计
1 引言
随着我国经济建设和社会的发展, 高速公路建设步伐的加 快, 公路等级越来越高, 公路建设向山区发展, 为优化公路线 形, 大幅度地缩短线路长度, 降低路线标高, 改善和通过不良地 质的条件, 提高行车舒适性。
激光雷达考试浓缩笔记
一、技术介绍1.激光雷达概念:激光探测与测量,Light Detection And Ranging,英文缩写为LiDAR,LiDAR的光源一般采用激光,原理与雷达原理相同,故都将LiDAR翻译为激光雷达,也可称为激光扫描仪。
工作原理:脉冲式和相位式,它有激光发射器、接收器、时间计数器、微电脑构成,成像为点云,并以数据为基础重建目标三维模型。
(相位式问题:相位测量仅能测出不足一周的相位差,相位差的分辨率限制测距的精度,为了保证精度而又兼顾测程,采用几个调制光波长配合测距。
)激光扫面技术分类:1D激光测距、2D激光测距、3D激光测距、多传感器的集成激光雷达和普通雷达的区别:普通雷达:射频电磁波被送到大气中,大气中的目标散射发射电磁波的一部分到普通雷达的接收器中。
激光雷达也发射和接收电磁波,但其频率相对较高,激光雷达工作在紫外光、可见光、近外红三个光谱波段激光雷达存在的问题两点同步难匹配、数据处理自动化程度低测量复杂度高、仪器昂贵、操作人员需要较高技巧、生产成本高、费时对天气、可见度等自然条件要求高很难获取较全面的信息2.三维激光扫描技术概念:三维激光扫描系统:由三维激光扫描仪、计算机、电源供应系统、支架以及系统配套软件构成、而三维激光扫描仪又由激光发射器、接收器、时间计数器、马达控制可旋转的滤光镜、控制电路板、微电脑、CCD相机以及软件组成。
三维激光扫描技术是一种先进的全自动高精度立体扫描技术,用三维激光扫描仪获取目标物表面各点的空间坐标,然后由获得的测量数据构造出目标物的三维模型的一种全自动测量技术。
是继GPS后的又一项测绘新技术,已成为空间数据获取的重要技术手段。
原理:三维激光扫描仪发射器发出一个激光脉冲信号,经物体表面漫反射后沿几乎相同的路径反向传回到接收器,可以计算目标点P与扫描仪距离S。
激光测距技术是三维激光扫描仪的主要技术之一,激光测距的原理主要有基于脉冲测距法、干涉测距法、激光三角法三种类型。
LIDAR数据概述
LIDAR数据概述技术背景LiDAR是Light Detection And Ranging的英文缩写,称为激光雷达,是激光扫描与探测系统的简称。
LiDAR技术最早是欧美一些发达国家为了满足海图制图、港口和港湾测量的特殊需要于上世纪60年代中期提出并于80年代开发出来的,一直到上世纪90年代初该技术才趋向成熟。
现今,LiDAR系统主要分为两大类:机载LiDAR系统和地面LiDAR系统。
同时,按照使用用途和功能差异来划分,机载LiDAR系统又可分为用于获得地面三维信息数据的地形LiDAR系统和用于获得水下地形的海道测量LiDAR系统。
机载LiDAR系统(主要指地形LiDAR系统)机载LiDAR系统组成从功能上讲,机载LiDAR是一种集激光、全球定位系统(GPS)和惯性测量单元(IMU)三种技术于一身的系统,这三种技术的结合,可以高度准确地定位地面目标的三维坐标。
现今的机载LiDAR系统中还配备有千万级像素的航空数码相机,同时获取地面的高清晰数码影像。
机载LiDAR系统机载LiDAR系统工作原理地球的表面以及覆盖其上的目标,譬如植被、建筑物等都可以对电磁波产生反射。
LiDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。
激光器产生并发射离散的激光脉冲,打在物体上并反射,最终被接收器所接受。
接收器准确地测量激光脉冲从发射到被反射回的传播时间。
因为激光脉冲以光速传播,所以接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。
这种直接距离测量方法是基于短波电子信号在一个均匀的介质层内(即空气),以恒定的速度直线传播,并且在不同的介质分界面(地球表面)被反射回来。
其一般原理可以简单描述为:C=C。
/n (1)其中,C。
为真空光速,n为介质,即空气折射率从激光发射器发出的激光光束到达地面并被反射后,被激光器上的接收单元接收和记录。
一般把从发射到接收这段时间称为运行时间t,这个时间参数t与光束的出发点和地面之间的双倍距离R成正比,由此可以计算出此距离:R =t?c/2(2)结合激光器的高度、激光扫描角度、时间参数以及GPS记录的位置参数和IMU记录的角度参数,就可以准确地计算出每一个激光点的三维坐标X、Y、Z。
测绘综合能力及答案
测绘综合能力(总分100分,考试时长90分钟)一、单项选择题(每小题2 分,共 100分)1、航海图一般采用()投影。
A、墨卡托B、高斯C、日晷D、方位2、下列在已有建筑方格网中放线方法最快的是()。
A、前方交会B、后方交会C、极坐标法D、直角坐标法3、(2015 年)下列数据类型中,适合制作地貌晕眩图的是()。
A、DLGB、DOMC、DEMD、DRG4、下列选项不属于专题海图上表示的专题要素方法的是()。
A、个体符号法B、线状符号法C、分层设色法D、等值线法5、(2018 年)四等水准环线周长最长为() km。
A、100B、120C、140D、1606、(2013 年)下列房屋或其用地状况发生变化情形中,应进行房屋权属变更测量的为()。
A、房屋扩建,层数发生变化B、房屋附属门廊拆除C、房屋门牌号变化D、房屋用地权界截弯取直7、现行规范规定,经济发达地区1︰5000~1︰10000地形图的全面更新周期一般为()年。
A、1~2B、4~5C、6~8D、9~108、电子地图的设计一般不包括()。
A、界面设计B、投影设计C、符号和注记设计D、色彩设计9、(2014 年)采用 IMU/GPS 辅助航摄时,机载 GPS 接收机数据采样间隔最大为() s。
A、1B、2C、5D、1010、房产变更测量分为()测量两类。
A、现状变更和权属变更B、面积变更和结构变更C、权界变更和权属变更D、面积变更和权属变更11、(2011 年)当一幅地籍图内变更面积超过()时,应对该图幅进行更新测量。
A、1/4B、1/3C、1/2D、2/312、使用N台(N>3)GPS接收机进行同步观测所获取的GPS边中,独立的GPS 边的数量是()。
A、NB、N-1C、N(N+1)/2D、N(N-1)/213、在双标准纬线等角圆锥投影中,n1、n2分别为标准纬线φ1和φ2处的纬线长度比,选项正确的是()。
A、n1>1,n2<1B、n1<1,n2>1C、n1<0,n2>0D、n1=1,n2=114、井口水准基点一般位于()。
机载LiDAR在电力行业中的应用-1
国产LiDAR在电力行业中的应用——以E+AP机载激光电力巡线系统为例摘要:机载激光雷达测量技术是继GPS技术之后在遥感测绘领域的又一场技术革命,而国产LiDAR的出现也必将引起国内测绘行业一场新的变革。
LiDAR技术凭借其主动测量、穿透性好、准确高效的特点在电力建设与巡线中更能体现出它的优势。
1.引言随着经济的发展、高速铁路的建设,国家对电力的需求也呈高速增长,相应地对电网建设的需求也越来越高。
国家在十二五期间也投入了巨额资金用于电网的建设,新增线路1.32万公里,其中直流线路1.22万公里。
计划到2020年底,中国将建成覆盖华北、华中、华东地区的特高压交流同步电网,建成800千伏特高压直流工程15个,包括特高压直流换流站约30座、线路约2.6万公里,输送容量达9440万千瓦。
面对如此大规模的电力网络,如何进行高效地管理,保证电网正常运行,确保输电安全,显得尤为重要。
而机载激光雷达测量系统可以同步采集高精度激光点云数据和高分辨率影像数据,结合地理信息技术可大大提高电网建设的水平与效率,正好满足了这种需求。
机载激光雷达测量技术是继GPS技术之后在遥感测绘领域的又一场技术革命。
但该种技术自问世以来在国内市场一直处于垄断地位,而地理信息属于国家机密,因此为了国家信息的安全,迫切需要研制自己的机载激光雷达测量系统。
机载激光雷达测量集成了激光扫描仪和POS两种最主要的探测传感器,利用激光测距原理和摄影测量原理,快速获取大面积地球表面的三维数据,具有测量速度快、精度高,穿透性好,受外界环境影响小,自动化程度高等特点,最大程度地反映地表真实状况,可快速生成DEM、DSM和DOM.。
机载激光雷达测量技术不仅可以用于电网规划,为电力线路优化,外业勘测,设计施工提供数据支持与指导,而且还可以用于电力线预警监测,可以恢复电力线实际形状,自动测量电线到地面的距离和相邻电线间距,计算垂曲度、跨度等,实现危险点预警,以便及时调整与维修线路。
摄影测量与遥感历年真题
单选题(2011年)
39.多源遥感影像数据融合的主要优点是( B )。 A.可以自动确定多种传感器影像的外方位元素 B.可以充分发挥各种传感器影像自身的特点 C.可以提高影像匹配的速度
摄影测量与遥感历年真题
D.可以自动发现地物的变化规律
40.推扫式线阵列传感器的成像特点是( B ) A.每一条航线对应着一组外方位元素
D.地物投影差的大小
多选题(2011年)
摄影测量与遥感历年真题
90.机载定位与定向系统(POS)的组成部分包括( B.C )。
D C.IMU B.GPS D.LIDAR
E.InSAR
91.按现行《国家基本比例尺地形图更新规范》,地形图更新方式依据地 形要素变化情况,比例尺大小,资料情况等因素可分为( A.B.D)等。 A.重测 C.重采样 B.修侧 D.修编
C.数据建库
D.数据分析
单选题(2013年)
摄影测量与遥感历年真题
48.单张像片后方交会中,需已知地面点坐标的点数至少为(C)个。
A.1 B.2 C.3 D.4
49.在遥感领域,SAR 指的是(C)。
A.激光测地雷达
C.合成孔径雷达
B.卫星测高雷达
D.地下管线探测雷达
50.摄影测量中,像片上地物投影差改正的计算公式为 。当进行 高层房屋的投影差改正时, △h指的是(D)。 A.屋顶到平均海水面的高度 B.屋顶到城市平均高程面的高度
摄影测量与遥感历年真题
摄影测量与遥感
历年真题
单选题(2011年)
摄影测量与遥感历年真题
30.航空摄影测量中,因地面有一定高度的目标物体或地形自然起伏所引
起的航摄像片上的像点位移称为航摄像片的( D )。 A.倾斜误差 B.辐射误差
2023年注册测绘师之测绘综合能力强化训练试卷B卷附答案
2023年注册测绘师之测绘综合能力强化训练试卷B卷附答案单选题(共100题)1、干出礁高度从()起算。
A.理论深度基准面B.当地平均海面C.平均大潮低潮面D.理论大潮高潮面决发现的疑难问题,处理校对员与编绘人员的分歧意见。
【答案】 A2、下列关于基金宣传推介材料表述正确的是()。
A.在缺乏足够证据支持的情况下,仍然使用“业绩稳健”“业绩优良”“名列前茅”“位居前列”“首只”“最大”“最好”“最强”“唯一”等表述B.使用“坐享财富增长”“安心享受成长”“尽享牛市”等表述使投资者安心C.不得使用“欲购从速”“申购良机”等片面强调集中营销时间限制的表述D.使用“净值归一”等表述【答案】 C3、高斯平面直角坐标系中,为了横坐标不产生负数,一般在y′的基础上加一个固定值,现有y=21681370.3,则y′等于()。
A.681370.3B.581370.3C.21681370.3D.181370.3【答案】 D4、GPS定位测量,采用静态相对定位方法观测时,应与高等级GPS控制网进行联测,联测控制点点数应大于()个。
A.2B.3C.4D.5【答案】 B5、规范规定,对隐蔽管线点平面位置和埋深探查结果进行质量检验时,应抽取不应少于隐蔽管线点总数的1%的点进行()A.野外巡查B.交叉测量C.资料对比D.开挖验证【答案】 D6、下列关于GIS体系结构设计说法错误的是()。
A.体系结构设计通常有C/S结构和B/S结构B.B/S结构功能比C/S功能强大C.管理计算机组的工作是查询和决策,B/S结构比较适合D.计算机组需要较快的存储速度和较多的录入,交互性比较强,可采用C/S模式【答案】 B7、(2011 年)推扫式线阵列传感器的成像特点是()。
A.每一条航线对应着一组外方位元素B.每一条扫描行对应着一组外方位元素C.每一个像元对应着一组外方位元素D.每一幅影像对应着一组外方位元素【答案】 B8、下列关于内业计算的基准面和基准线表述正确的是()。
2019继续教育考题新技术类考题汇总
大数据与智慧城市建设1智慧城市主要涉及的方面不包括()A. 军事2城市运营平台建设中,可能运用到的计算技术有()A. 云计算B. 移动计算C. 流计算D. 反向计算3《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》提出,到(2020)年,建成一批特色鲜明的智慧城市,聚集和辐射带动作用大幅增强,综合竞争优势明显提高,在保障和改善民生服务、创新社会管理、维护网络安全等方面取得显著成效6麦肯锡全球研究所给出大数据的定义是:一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合,具有海量的数据规模、、多样的数据类型和四大特征()D. 快速的数据流转、价值密度低7智慧公共服务旨在通过加强就业、医疗、文化、安居等专业性应用系统建设,通过提升城市建设和管理的、、水平,有效促进城市公共资源在全市范围共享,积极推动城市人流、物流、信息流、资金流的协调高效运行,在提升城市运行效率和公共服务水平的同时,推动城市发展转型升级.D. 规范化、精准化、智能化激光雷达(Lidar)1制作1:1000数字高程模型时,对激光雷达点云密度的最小要求是: ( )B. 4点/平方米2下列哪个不是激光雷达主要优势()B. 获取地物光谱信息3下列选项中,正确描述激光雷达测距原理的公式是() A. R=1/2 c∆t4滤波主要作用是(分离地面点和非地面点)5激光雷达最早的应用领域是(A)A. 海洋测绘B. 林业应用C. 农作物估产D. 地籍测绘6机载激光雷达数据质量检查的内容包括:( ABCD)航高检查 B. 速度检查 C. 航线弯曲度检查 D. 点密度检查7机载激光雷达系统的主要部分有(激光器、IMU、GPS、存储控制系统)8利用点云制作DEM的流程是()A. 航带拼接、航带去冗、点云滤波、插值生成DEM9激光雷达林业应用中的优势()B. 获取林木高度和地形信息10激光雷达在电力巡线中的主要应用包括:( ABCD)A. 危险点检测B. 工况模拟C. 交叉跨越分析D. 线路规划设计11原始激光点云数据记录了哪些信息:( ACD)A. 激光发射角B. 激光测距值C. 回波强度D. 回波次数地理信息服务探索与实践1地理信息服务研究框架中,关于服务模式,一般包括:基于Internet、基于无线通信、基、提供信息产品(位置服务)。
三维激光扫描技术在隧道工程领域的应用综述
三维激光扫描技术在隧道工程领域的应用综述摘要:近年来,随着一大批铁路及地铁陆续开通,运营铁路、地铁、公路隧道巡检市场处于蓬勃发展时期,市场急剧增大,目前依托人工在天窗期进行巡检的方式难以适应市场对高效巡检的要求,如何创新隧道巡检方法,实现高效、准确对运营隧道巡检成为亟待研究解决的问题。
近年来,三维激光扫描测量技术因其在空间信息获取方面具有非接触测量、高精度、高分辨率、信息丰富等诸多优势而崭露头角。
本文研究了三维激光扫描技术在国内外的发展里程,给出了存在问题分析和进一步研究的建议。
关键字:三维激光扫描,隧道巡检,非接触测量1前言三维激光扫描技术又称“实景复制技术”,它通过激光扫描测量方法快速获取被测对象表面的三维坐标数据及其他关键信息。
并集成惯性导航单元(IMU)、DMI组合定位定姿系统、3D激光扫描仪、多传感器同步控制单元、嵌入式计算机、电源供电系统等设备,组建轨道交通测量平台,在同步控制单元的协调下使各个传感器之间实现时空同步,快速采集轨道交通隧道的全断面时空数据。
三维激光扫描技术是一种以激光测距方式快速获取被测物体表面三维坐标及激光反射强度的测量技术,具有非接触测量、高精度、高分辨率、信息丰富等特点。
该技术所采集的高密度点云数据可直观反映物体的集合尺寸、物体表面结构的空间位置关系以及激光反射强度信息,通过CCD传感器还可以获取物体表面的色彩信息,这就为综合性检测提供了可能。
该技术不受光线条件限制,已广泛应用于工程测量、地形测绘、文物修复、逆向三维重建等领域。
2三维激光扫描技术在隧道工程领域的国外发展现状C Mair等成功地将数字摄影技术引入到隧道变形监测领域,检测系统可实现1:20的隧道断面成像后来随着激光扫描技术的快速发展。
2002年,瑞士AMBERG公司生产了GRP 3000轨道检测系统,用于轨道几何尺寸测量和限界评估,实现了快捷的轨道交通检测。
同年,Geraldine S.Cheok等从入射角、目标物颜色和测量距离方面分析了影响三维激光扫描精度的因素。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
万方数据/
万方数据/
万方数据/
680仪器仪表学报第33卷
将车辆在垂直方向的加速度进进行两次积分,初步计算得到垂直振动位移A£,(t):
△£.(‘):△LI(。
一1)+盟尘盟拿业
■
(7)式中:AT为加速度计信息更新周期。
由于加速度计存在零偏误差,而式(7)中有2次积运算,使得垂直振动位移的误差随时间不断积累。
为了提高测量精度,必须对这部分运动误差进行补偿。
根据上述误差形成机理,可知积累误差符合二次曲线,而车辆行驶过程中真正的垂直振动位移为5眦以上高频振动。
本文利用多项式分解方法分离积累误差和真实的垂直振动位移。
由于式(6)中隐含着陀螺仪带来的与时间三次方成正比的位移误差,所以假设r为激光断面仪计算一次平整度参数的时间周期,在r时间内利用三次多项式对AL。
(‘)进行拟合得到△如(t),则真实的垂直振动位移计算公式如下:
AL(I)=ALl(c)一A厶(t);t=1,2,…,r(8)4实验验证
为了验证本文设计并实现的IMU/GPS/OD组合测量系统,课题组与交通部公路科学研究所联合构建了一个激光断面仪实验系统,将激光位移传感器、IMU、GPS安装在一个带安装架的小车上,利用电机驱动里程仪模拟车辆行驶,通过人员抬动小车模拟车辆行驶中的颠簸振动,如图3所示。
图3激光断面仪实验系统
Fig.3Theexperimentsystem
oflaserprofiler基于该实验系统,进行了实验室内的实验验证,对实验室地面进行了检测,由于地面为光滑地面,所以检测结果应为一条直线,实验结果如表l和图4所示。
从图中可以看出,补偿后结果近似为直线,与实际情况相符,统计误差为3.25mm(口)。
实验结果表明,本文实现的IMU/GPS/OD组合测量系统可满足激光断面仪的精度要求。
裹1IMU/GPS/OD与激光断面仪联合实验结果
Table1Experimentresultof
IMU/GPS/ODandlaserprofiler
时同/8
激光位移传感器IMu7GPS/0D补偿后激光断面仪…
测量结果/栅测量结果/“蚰综合测量结果./mm153027.883327
车辆行驶距离,m
图4IMU/GPS/OD与激光断面仪联合实验结果Fig.4Experimentresult
ofIMU/GPS/ODandlaser
profiler5结论
激光路面断面仪受车身振动、姿态变化的影响精度严重下降,测量这些运动误差并进行补偿是提高激光断面仪检测精度的关键。
传统的惯性测量系统或精度受车辆爬坡、转弯的影响,或误差随时间积累,难以满足高精度激光断面仪发展的需求。
本文设计并实现了一种激光路面断面仪运动补偿用IMU/GPS/OD组合测量系统,将GPS、OD和IMU组合,使得系统的姿态误差不随时间积累,并提出了一种垂直振动位移计算方法,实验结果表明,本文设计并实现的IMU/GPS/OD组合测量系统可满足激光路面断面仪的精度要求。
万方数据
/
万方数据/
万方数据
一种激光断面仪运动补偿用IMU/GPS/OD系统
作者:刘百奇, 康泰钟, 李建利, Liu Baiqi, Kang Taizhong, Li Jianli 作者单位:北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院 北京 100191
刊名:
仪器仪表学报
英文刊名:Chinese Journal of Scientific Instrument
年,卷(期):2012,33(3)
本文链接:/Periodical_yqyb201203029.aspx。