车载移动测量系统的构成与应用

光测 量系统数据采集等 ， 使采集到 的数 据具 有统一 的时 间基
准， 从而能够使 激光 扫描雷达测量子 系统和 立体摄影 测量子
系 统 相 对 测 量 结 果 转 换 到绝 对 测 量 结 果 中 。
Байду номын сангаас
系统软件主要包括 系统 控制 软件 、 Ｐ ／Ｎ Ｇ Ｓ Ｉ Ｓ数 据采 集软 件、 立体 图像采集 软件 、 光扫 描数 据采 集 软件 、 色 ３ Ｃ 激 彩 ＣＤ 数字摄影相机 采集 软件 、 Ｐ ／Ｎ Ｇ Ｓ Ｉ Ｓ数 据集 成 处理 软 件 、 数据
系统硬件主要包括定位及定姿传感器 Ｄ Ｐ ／Ｎ 、 Ｇ Ｓ ＩＳ 立体 图
像测量传感器 、 激光扫描雷达 、 色摄影相 机 、 量设备安 装 彩 测 ［ 收稿 日期 ］０ ０—１ ２ ２１ ２— ９
［ 作者简 介】 易延光（ ９ ８一 ） 男， １６ ， 黑龙江延寿人 ， 高级 工程 师； 黄洪彬（ ９２一 ） 男， １７ ， 黑龙 江佳 木斯人 ， 工程师。
３ 结
语
利用移 动道 路测 量系统进 行道 路及其 附属设 施 的更新 ， 在外 业工作效率方 面拥有 很大 的优 势 ， 无需 像控 ， 至无 需 甚
于车辆 内的计算机上 ， 别对应采 集各硬 件设备数 据 。系统 分
控 制 软 件 用 于 管 理 各 硬 件 ， 制 软 件及 硬 件 协 调 工 作 。 控
文章编号 ：０７—７９ （０ １ ０ ０ ８ ０ １０ ５ ６ ２ １ ） ３— ２ ４— ２
车 载移 动测 量 系统 的构 成 与应 用
易延 光 ， 洪彬 黄
（ 龙 江 省 水 利水 电勘 测 设 计 研 究 院 ， 尔 滨 １０ ８ 黑 哈 ５ ００）
摘 要 ： 介绍了车载测量 系统 的软硬件构成 ， 以及其在道路交通 、 图修测 、 地 城市规划 、 监控管理 等方面 的应 用 ， 阐述了其广 阔 最后
完 成 ， 一 定 必 须 到外 业 进 行 。 不 ２４ Ｄ Ｇ 快 速 更新 ． Ｌ
数据采集 的同步控制非 常重要 ， 否则 不 同的数据将 失去相互
联 系的桥梁 ， 能进行有 效的操作 和管理 。同步控 制单 元用 不 于从 Ｇ Ｓ中获取 时间基 准 ， Ｐ 从而 控制 立体测 量 图像 采集 、 激
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心 线 或 边线 位 置 坐标 、 目标 地 物 的位 置 坐 标 、 （ 道 ） 、 路 车 宽 桥
１ １ 定位及定姿传感器 Ｄ Ｐ／ Ｎ ． Ｇ Ｓ ＩＳ
定 位 及 定 姿 子 系 统 由双 频 Ｇ Ｓ天 线 、 频 Ｇ Ｓ接 收 机 、 Ｐ 双 Ｐ
惯性测量单元 （ＭＵ） 里程编码器 （ｄ ｍ ｔ ） Ｉ 及 ｏｏ ｅ ｒ 构成 。定位 及 ｅ 定姿子系统采集 到基 站双 频 Ｇ Ｓ数据 、 Ｐ 流动站 双频 Ｇ Ｓ数 Ｐ 据、 高频率 的惯性测量单元数据及 里程 编码 器数据 经差分 处 理、 惯性数 据集 成处理 后 ， 得到 车辆高 动态 的位 置和 姿态 数
的 发展 前 景 和 巨大 的挖 掘 潜 力 。
关键词 ： 车载 ； 移动 ； 系统 ； 测量 构成 ； 应用前景
中 图分 类号 ：２ ８４ Ｐ ２ ．
文 献 标 识 码 ： Ｂ
车 载移 动测 量 系统 是 在 Ｇ Ｓ Ｇ Ｓ 航 测 遥 感 、 学 、 械 、 Ｐ 、 Ｉ、 光 机
架 、Ｐ Ｇ Ｓ同 步 控 制 单 元 、 源 和 温 控 单 元 及 计 算 机 等 。 主 要 电 设备及其功能描述如下。
传统的数据采集是一个非 常艰 苦的工 作 ， 需要 大量人 工 现场数据采 集 和后 续 的数 据整 理 。而 该 系 统 由 于 集 成 了 Ｇ Ｓ ＧＳ及 Ｒ Ｐ 、Ｉ Ｓ基本技 术 ， 它 的基础 上结 合不 同领 域 的需 在 要， 多种传感器可 以在 这个 技术平 台上 进一 步加 载 和集成 ，
导航数 据采集系统信息显 示模块可以将导航数据信 息进
行图形化表示 ， 与实 际路 牌对 比将 变得 很 容易 ， 高工作 效 提 率； 信息变化 的地 方除 了人工 标 注电子 记号 以外 ， 有实 时 还 拍摄 的数码照片 ， 系统支持 地 图、 该 电子记 号 、 码照 片 ３个 数 方面 自动匹配 ， 提高数据 品质 ； 应用 外业采 集系统 以后 ， 一部 分验证和更新工作 可 以在 内业 利用 外业作 业 时录制 的 照片
统能够快速获取 精确 的高分辨 率 目标 的三维 空间点云数 据 ，
有效地拓宽数据来 源。激光 扫描传 感器 提供 以车 辆移 动 中
心为原点的相对 测量 点云数 据 ， 这个 测量 是 自动化 的 ， 使用 Ｇ Ｓ Ｉ Ｓ提供的位置和姿态信 息后 ， Ｐ ／Ｎ 这些点云 数据就 可 以根
测 绘 出 版社 ，０ ２ ２０．
状测 量 、 面平整 度 检测 、 路数 据采 集。 由于采 用 了高精 路 道
度 Ｄ Ｐ／ Ｎ Ｇ Ｓ ＩＳ系统 ， 系统 绝对 测 量精 度 达 １０ｍｍ， 对 测量 ０ 相
［ ］ 汤国安 ， ２ 赵牡丹 ．地理信息系统 ［ ．北京 ： Ｍ］ 科学 出版社 ，０ ０ ２０．
影测量 的重要传感器 ， 摄影测量的基础 理论和 方法都在 近景
摄 影测 量 中得 到深 入 的应 用 。
侦察 、 安现场勘 测、 公 城市规划等领域 的系统和产 品。
１３ 激光扫描雷达 ． 激光 扫描雷达测量子 系统 由 ３台高速激 光扫 描仪构 成。
１ 车载 移动 测量 系统 的构成
电子 、 计算机等技术 的基础 上发 展起来 的， 当今 测绘 界最 是 前沿 的科技 之一 ， 代表着未来道路测量的发展主流 。 它是在机动车上安装 Ｇ Ｓ 全球定位系统 ） Ｃ Ｄ 立体摄 Ｐ（ 、Ｃ （ 影测量 系统 ） Ｉ Ｓ 惯性 导航系统 ） 、 （ Ｎ 或航 位推 算系统 、 光扫 激 描 系统 、 数字视频 系统 、 属性采 集 和语音 输入 等先 进 的传感 器 和设 备 ， 可在车辆 的高 速行进 之 中， 速采 集道 路及 道路 快 两旁地物的地理空 间位置等 几何 数据 、 性数 据 ， 属 如道 路 中
航空摄影 ； 内业数据 的处 理也 将随着 处 理软 件 的完善 ， 效率
得到 一定 的提高。当在 无法获取最 新 的航 片数据 ， 又急 需更
２ 车载 移动测 量 系统 的应 用
车载移 动测量系统的应用范 围主要有 ： 测绘 、 测部 门的 勘
新道路状 况的城区 ， 以及在需要大 量采集 道路及 道路两旁 地 物信 息的应用需求下 ， 移动道路测 量系统将 发挥 出其 巨大的
２１ ０ １年 第 ３期 （ ３ 第 ９卷）
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水
利
科
技
ＮＯ ． ．３ ２０１ ｌ
Ｈ ｉ ｎｊ ｎ ｃ ｎｅａｄＴ ｃｎｌ ｙｏ ｔ ｏｓｒａｃ ｅ ｏｇｉ ｇＳ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｆ ｌ ａ ｅ ｏ Ｗａｅ Ｃ ｎｅｖｎｙ ｒ
（ ｏａ Ｎ ．９ Ｔ ｄｌ ｏ３ ）
就 可 以形 成 适 用 于 测 绘 成 图 、 通 安 全 、 故 处 理 、 防军 事 交 事 国
字 Ｃ Ｄ相机分别组成两组立体摄影测量单元 ， Ｃ 对道路及道路 两旁地物进 行 拍 照 。作 为车 载 移 动 平 台 中的 一 类 的 传 感 器一工业彩 色数字 Ｃ Ｄ相 机是进 行地面移 动平 台的近 景摄 Ｃ
优势 。
车载移动测 量 系统 开发 成 功 以后 ， 经在 测绘 、 测部 已 勘
道路 测量 、 图修测 ； 地 智能交通领 域 （Ｔ ） ＩＳ 的导航 电子 地 图的
数 据采集和生成 ； 公安部 门的交通 事故勘测 、 动违章 处理 ； 流 交通部 门的高速公 路 的修 测 、 监控 及 管理 ； 市规划 中城市 城 地图、 规划 图等 的更新 ， 等等 。车载 测量 系统典 型 的应 用如
的图像 中提取出来 。
２ ３ 导 航 数 据 采 集 ．
这些设 备要求牢 固、 可靠 ， 适应车 辆运行 于不 同路 况 ， 同时不
能影 响安全行车 。
１５ Ｇ Ｓ同步控 制单元 ． Ｐ
同步控制单 元是车载移动测量系统 中非常重要 的硬件设 备。车载移动测量 系统包含有 多种类型 数据源 ， 些数据来 这 自不同类型的传感器件 和子 系统 。在测 量车辆 运行过 程 中，
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易延光 ， ： 等 车载移动测量 系统 的构成 与应用 据标定 的参数 ， 转换成具有全球描述 能力的绝对 坐标 。 １４ 车顶设 备安装架 ． 精度达５ ｍ。 ０ｍ
第 ３期
２２ 车载城 市空间信息采集系统 ．
车载城市空 间信 息采 集系统是 一种 自动的城市信息采 集 与３ Ｄ图像测量 系统 ， 基 于立体机 器视 觉 和照相测 量法 的 是
车载移动测量系统主要 由运载车辆 、 定位及 定姿传感器 、 测量型传感器 、 机械支 承结 构 、 电源、 成控 制 电路 、 集 计算 机
及相应软件构成 。
作 为 车 载 移 动 平 台 中 的一 类 的 传 感 器 一 激 光 雷 达 扫 描 仪 正
快速成为一种三维 空间信 息 的实 时获取 手段 。激 光扫 描 系
车顶设 备安 装架是指安 装各测 量硬 件设 备 的机械平 台。
在车顶平 台及 支架上 安装了 Ｇ Ｓ天线 、 Ｐ ４台彩色工业 Ｃ Ｄ相 Ｃ 机、 ３Ｃ １台 Ｃ Ｄ彩 色景观 相机 及 ３台高速激 光 扫描 仪。安装
原理 ， 根据车 辆 运行 的轨 迹 通过 多 图像 传 感器 采 集 彩色 图 像， 并通 过 照 相 机 记 录 道 路 中 和 道 路 两 侧 的 物 体 ， 用 利 Ｇ ＳＤ Ｐ ／ Ｒ的集成数据 ， 够提 供物 体 的绝对 坐标 和物 体 的尺 能 寸， 通过运用 ３ Ｄ图像测量软件 ， 可以把所需 要的信息从 保存
下。
门、 智能交通领域 、 以及城市规 划 中城 市地 图、 规划 图等 的更 新 中得 到广泛应用 ， 并取得 良好效益 。
２ １ 道路综合检测 ． 道 路检测车的主要功能包括 ： 面病害图像采集 、 路 路面形
参考 文献 ：
［ ］ 周忠谟 ， １ 易杰军 ， 周琪 ． Ｐ 卫星 测量原理 与应用 ［ ． 京 ： ＧＳ Ｍ］ 北
据。
（ 隧道 ） 、 高 交通标志 、 路设施 等。数据 同步存 储在 车载计 道 算 机系统中 ， 经事后集成 、 融合及编辑 处理 ， 形成各 种有用 的
专题数据成果。
１２ 立体 图像测量传感器 ． 立体摄影测量子系统包括 ４个百万像 素以上的工业 彩色
数 字 Ｃ Ｄ相 机 和 １台 ３ Ｃ Ｃ Ｃ Ｄ彩 色景 观相 机 。４个 工 业 彩 色 数
整理转换软件 、 车载集成数据处理软件 ， 等等。 Ｇ Ｓ ＩＳ数据采集 软件 、 Ｐ ／Ｎ 立体 图像采集软件 、 激光扫 描数 据采 集软件 、 色 ３ Ｃ 彩 Ｃ Ｄ数 字摄影 相机采集 软件 等软件 运行
，
车载移 动测 量系统大多用于电子地图的制作 、 道路状况 、 道路 设施 、 电力设施 的实 时监 控等方 面。其 特点是 能够迅 速 的发现变化 ， 实现对原 图的及 时修 测。