為了應(yīng)對日益增長的交通需求，提升高速公路的通行能力，加快早期已建成的高速公路擴(kuò)容改造，加大國省干線公路的改建力度，已經(jīng)成為當(dāng)前公路交通建設(shè)的核心工作。但目前常用的公路改擴(kuò)建測量方案難以滿足需求且存在系列問題，對此華測提出了高效、完整的應(yīng)對方案，從道路改擴(kuò)建測量痛點(diǎn)出發(fā)，通過實(shí)際案例和數(shù)據(jù)成果為大家展開分享。
現(xiàn)有高速公路改擴(kuò)建測量主要使用RTK、全站儀等測量方法，需要上道測量，時間受限，存在人員安全問題；且采集的數(shù)據(jù)不全，需要多次采集，效率低。
采用車載激光雷達(dá)的測量方法，仍然需要上道，道路兩側(cè)的邊坡、溝坎，被圍欄崗?fù)ふ趽醯鹊胤綊呙璨坏剑瑳]辦法一次采集到位。
RTK公路測量 車載公路測量
華測自研的三維數(shù)據(jù)智能解算軟件CoPre，可以基于標(biāo)靶點(diǎn)通過點(diǎn)云糾正和平差提高點(diǎn)云精度，滿足改擴(kuò)建公路的精度要求。標(biāo)靶點(diǎn)布設(shè)在高速公路外圍，避免人員上道測量。
搭配華測自研三維數(shù)據(jù)成果智能生產(chǎn)軟件CoProcess，進(jìn)行地面點(diǎn)自動濾波，提取道路標(biāo)線邊線，快速生成橫縱斷面。整套方案外業(yè)可控性高，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)精度高，具有高效、完整的特點(diǎn)。
BB4無人機(jī)搭載AA15測量作業(yè)
接下來，我們以某地部分高速路段改擴(kuò)建測量為例，為大家介紹作業(yè)流程和數(shù)據(jù)成果及應(yīng)用。
測區(qū)為兩條單向6公里的帶狀公路，需要將每條道路擴(kuò)寬，分別增加1條車道來改善車輛運(yùn)行狀況。
道路現(xiàn)狀
作業(yè)流程
01、布設(shè)標(biāo)靶
布設(shè)標(biāo)靶是公路改擴(kuò)建測量很重要的一環(huán)，在道路兩側(cè)50m內(nèi)布設(shè)標(biāo)靶，相鄰標(biāo)靶點(diǎn)的間距控制在200m以內(nèi)，標(biāo)靶板45°朝向航線，標(biāo)靶點(diǎn)使用定制標(biāo)靶板，以保證較好的掃描效果。
標(biāo)靶板布設(shè)點(diǎn)位示意
布設(shè)標(biāo)靶
02、數(shù)據(jù)采集
使用BB4搭載AA15飛行一個架次約30min（速度7m/s）完成6Km帶狀數(shù)據(jù)采集。AA15機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)操作簡單，其獨(dú)特的性能設(shè)計(jì)，將測量光束從三個不同的方向連續(xù)對地掃描，獲取高密度、更完整的地面點(diǎn)云。對比RTK、車載掃描方式，不用上道測量，一次采集即可獲取多種傳感器數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)影像與點(diǎn)云數(shù)據(jù)融合，提高外業(yè)效率，保證人員安全。
安裝設(shè)備
AA15機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)最大可發(fā)射每秒200萬點(diǎn)，75°視場角激光發(fā)射能量更集中，點(diǎn)云利用率高，極大提高點(diǎn)云成果密度，非常適合高精度的道路要素提取應(yīng)用。150m重復(fù)測距精度5mm，最大程度保證測量精度。對比RTK，AA15能高精度還原道路構(gòu)筑物特征。
03、點(diǎn)云解算
1）基于標(biāo)靶點(diǎn)布設(shè)提高點(diǎn)云精度
無需輸入復(fù)雜參數(shù)，使用華測三維數(shù)據(jù)智能解算軟件CoPre進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)一鍵化處理，通過點(diǎn)云糾正和平差功能，提高解算后點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精度。
標(biāo)靶掃描效果
機(jī)載點(diǎn)云數(shù)據(jù)掃描清晰可靠，可以進(jìn)行精確擬合刺點(diǎn)，糾正原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)，路面激光點(diǎn)云的絕對精度達(dá)到2cm，滿足公路改擴(kuò)建的精度要求。點(diǎn)密度與車載點(diǎn)云相當(dāng)，能準(zhǔn)確反映道路及附屬構(gòu)筑物真實(shí)情況，為數(shù)據(jù)提取及管理提供有效支撐。
2）公路及附屬構(gòu)筑物數(shù)據(jù)完整，一次采集到位
測區(qū)點(diǎn)云
路面點(diǎn)云,道路標(biāo)線清晰
路邊環(huán)境點(diǎn)云，對比車載數(shù)據(jù)采集更全
路側(cè)涵洞點(diǎn)云
路中間排水溝點(diǎn)云
路中間排水溝剖面
電線交跨段剖面
01、自動濾波處理
選擇測區(qū)地形，用CoProcess內(nèi)置自適應(yīng)地面點(diǎn)濾波算法，進(jìn)行地面點(diǎn)自動濾波。
02、道路要素提取
CoProcess智能要素提取模塊，支持道路實(shí)線、虛線的快速追蹤提取，可自動獲取線寬及線類型參數(shù)，追蹤提取率及類型識別準(zhǔn)確率優(yōu)于90%。
道路標(biāo)線，邊線提取
03、道路斷面快速生成
與傳統(tǒng)RTK不同，點(diǎn)云對地面細(xì)節(jié)描繪更豐富的同時，也為手工繪制斷面增加了工作量。但通過華測自研三維數(shù)據(jù)成果智能生產(chǎn)軟件CoProcess，可以直接導(dǎo)入設(shè)計(jì)文件，自動生成橫縱斷面，并根據(jù)點(diǎn)云的信息自動生成橫縱斷面。在一些特殊地形，如道路邊的溝坎，也可以支持人工手動編輯。在斷面生成好后，可以直接導(dǎo)出設(shè)計(jì)需要的斷面格式或者CAD圖形，直接提交成果。
斷面效果，原始點(diǎn)云
斷面效果，地面點(diǎn)
本期小結(jié)
華測BB4搭載AA15機(jī)載激光雷達(dá)測量作業(yè)，作為一種先進(jìn)的集成測量技術(shù)，能有效解決傳統(tǒng)RTK公路改擴(kuò)建測量周期長、上道安全性問題。同時對比車載激光雷達(dá)測量可實(shí)現(xiàn)一次獲取完整的、滿足2cm精度需求的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，一次“掃”到位。整個項(xiàng)目投入2人即可保質(zhì)保量完成，外業(yè)飛行一個架次30min采集到包含車道、道路附屬構(gòu)筑物、交跨電力線等完整數(shù)據(jù)，不用補(bǔ)測也無需上道。
伴隨華測自研的CoPre、CoProcess等高度自動化數(shù)據(jù)處理軟件，內(nèi)業(yè)1人即可處理一鍵解算、點(diǎn)云糾正、自動濾波、道路標(biāo)線邊線提取，道路橫縱斷面快速生成等復(fù)雜成果，整體數(shù)據(jù)處理水平和處理效率有極大提升。軟件成熟度高，已在多家交通行業(yè)用戶單位應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目生產(chǎn)，后續(xù)我們將持續(xù)創(chuàng)新突破，研發(fā)更多適用于各行業(yè)生產(chǎn)的新功能，解決行業(yè)難題和痛點(diǎn)，進(jìn)一步為客戶降本增效。
注釋：
*本頁面所列出的各項(xiàng)參數(shù)數(shù)值均為理論值或華測導(dǎo)航測試人員在特定受控測試環(huán)境下測得值（請見各項(xiàng)具體說明），實(shí)際使用中可能因產(chǎn)品個體差異、固件版本、使用條件、使用方式和使用環(huán)境等不同使得結(jié)果或有不同程度的差異，請以實(shí)際使用的情況為準(zhǔn)。
**為提供盡可能準(zhǔn)確的產(chǎn)品信息、參數(shù)數(shù)值，華測導(dǎo)航可能實(shí)時對本頁面的文字表述、參數(shù)數(shù)值等內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和修正，以求與實(shí)際產(chǎn)品性能、規(guī)格等信息相匹配。由于產(chǎn)品批次和生產(chǎn)供應(yīng)因素等實(shí)時變化，如卻有必要進(jìn)行前述修改和調(diào)整的，恕不專門通知，請以官網(wǎng)實(shí)時信息為準(zhǔn)。
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