基于VLP掃描儀的便攜式背包移動測量系統(tǒng)研究

楊杲，王能順

基于VLP掃描儀的便攜式背包移動測量系統(tǒng)研究

楊杲，王能順

（武漢濱湖電子有限責(zé)任公司，湖北武漢，430030）

為了建立數(shù)字化城市三維場景的快速自動化采集，以及農(nóng)村偏遠地區(qū)的三維模型，背包移動建模測量系統(tǒng)采用背包結(jié)構(gòu)框架、背包箱體，高度模塊化設(shè)計、集成多種傳感器，實時完成載體的定位定姿數(shù)據(jù)、激光掃描數(shù)據(jù)以及CCD影像數(shù)據(jù)的綜合采集。利用后處理軟件對各種傳感器的數(shù)據(jù)進行處理，獲取載體的地理位置、坐標和方位、建筑物的距離、高度或?qū)挾饶酥撂卣骶€實現(xiàn)目標三維重建，便攜的背包測量使得三維建模無處不在。

便攜測量；背包系統(tǒng)；三維重建；傳感器

引言

背包移動測量系統(tǒng)是近年興起的一種快速、高效、便攜的測繪技術(shù)。

背包移動測量系統(tǒng)就是以激光掃描儀為主要傳感器的新一代移動測量系統(tǒng)。利用各種傳感器實時獲取目標數(shù)據(jù)，利用后處理軟件自動化對數(shù)據(jù)分類，綜合目標地物地理坐標、方位、距離、高度、紋理及特征線，生成點云數(shù)據(jù)，可快速實現(xiàn)地物的三維重建。

1 系統(tǒng)總體組成方案

系統(tǒng)通過集成GPS、IMU，獲取系統(tǒng)時間、背包位置與姿態(tài)，利用Veoldyne的VLP-16微型激光掃描儀獲取地物目標幾何數(shù)據(jù)，采用面陣CCD相機獲取地物目標的圖像數(shù)據(jù)，機械集成激光掃描儀、IMU、GPS、面陣相機、主控系統(tǒng)、供電于一體，以GPS時間為主線保證時間的同步和協(xié)調(diào)，通過相互間結(jié)構(gòu)關(guān)系解求所測目標點絕對坐標。配套后處理軟件、點云數(shù)據(jù)采集軟件和圖像采集軟件。

2 數(shù)據(jù)處理及系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 數(shù)據(jù)獲取與處理

激光獲取數(shù)據(jù)后存儲于微型工控機的硬盤內(nèi)，IMU、相機的數(shù)據(jù)位于CF卡。激光數(shù)據(jù)在采集時必須配合使用激光數(shù)據(jù)采集軟件VeloView。數(shù)據(jù)的處理分為數(shù)據(jù)解算和點云數(shù)據(jù)產(chǎn)生兩大步。

2.2 應(yīng)用

本系統(tǒng)可為城市規(guī)劃、城市部件測量、國土管理、應(yīng)急減災(zāi)、林業(yè)調(diào)查、海岸線調(diào)查、各種管線勘測、城市普查、公路鐵路供基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品制作和專題信息調(diào)查，輔助科學(xué)決策，為三維數(shù)字城市建設(shè)與開發(fā)，提供全流程的技術(shù)解決方案，為專業(yè)部門構(gòu)建三維數(shù)字城市提供信息化管理平臺。

3 結(jié)論與展望

背包移動道路測量系統(tǒng)中的定位定姿參數(shù)，直接決定著后續(xù)數(shù)據(jù)處理成果精度水平。量測這些定位定姿參數(shù)應(yīng)當遵循細心耐心的原則，保證它們的正確性。在利用這些定位定姿參數(shù)時，應(yīng)對它們進行檢驗，保證其正確性才能得到正確的結(jié)果。

當然值得指出的是，雖然后處理工作中，能夠?qū)@些定位定姿參數(shù)加以修正使其接近正確值，但在實際作業(yè)中，應(yīng)盡量將這些定位定姿參數(shù)量測正確，減少后續(xù)它們檢驗的工作量。

背包移動測量系統(tǒng)的研究處于起步階段，許多功能還不是特別完善，仍有許多問題需要解決，有許多功能需要增加和完善。

需要進一步研究的工作主要有：

（1）云測量工作站測圖、分析等功能還不完善，需要進一步開發(fā)和完善。

（2）根據(jù)局部坐標數(shù)據(jù)的自動分類。

（3）在分類基礎(chǔ)上的自動和半自動建模。

（4）系統(tǒng)集成的小型化改進。

[1] 譚德寶,張 煜,余 峰,吳星華,2012. 車載移動基礎(chǔ)地理信息采集與三維建模系統(tǒng). 人民長江出版社-2012年8期.

[2] 魏波,張愛武,李佑鋼,冀冀,王瑤,2008. 車載三維數(shù)據(jù)獲取與處理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn). 《中國體視學(xué)與圖像分析》 2008年01期

[3] 李德仁,2006. 移動測量技術(shù)及其應(yīng)用. 地理空間信息,4(4):1-5.

[4] 徐進軍，張民偉,2007. 地面3維激光掃描儀：現(xiàn)狀與發(fā)展. 測繪通報,(l):47-50.

[5] 張小紅,2007. 機載激光雷達測量技術(shù)理論與方法. 武漢：武漢大學(xué)出版社.

Research on Mobile Measurement System of Portable Backpack Based on VLP Scanner

YangGao Wang nengshun

（Wuhan Binhu Electronics Co., Ltd.Wuhan, Hubei，430030）

In order to establish a digitized city fast automated acquisition of 3D scenes, as well as remote rural areas of the three-dimensional model,car lifts laser modeling measurement system using the Backpack structure frame, backpacks bodyelectric rotating platform to integrate a variety of sensors, real time carrier positioning given the posture data, laser scan data CCD image data acquisition. Utilize post-processing software for processing the data of the various sensors, obtain vector location coordinates and azimuth, the distance of the building, the height or width and even the characteristics of the line to achieve the target three-dimensional reconstruction，Portable backpack measuring 3d modeling has everywhere。

Portable measurement system Bag System Three-dimensional reconstruction Sensor

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2019.03.025

P225

A

1672-9129(2019)03-0072-02

楊杲，（19820-），男，漢，湖北武漢人，碩士研究生，工程師，研究方向：計算機應(yīng)用技術(shù)。E-mail：2209282216@qq.com