一種提高鐵路車載激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)精度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高鐵路車載激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)精度的方法，它包括1：在待測(cè)鐵路沿線每隔預(yù)設(shè)距離布設(shè)一個(gè)控制標(biāo)志；2：將車載激光雷達(dá)系統(tǒng)沿鐵路進(jìn)行掃描作業(yè)，獲取鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)；3：基于鐵路基礎(chǔ)控制網(wǎng)，采用全站儀自由設(shè)站法測(cè)量控制標(biāo)志中心點(diǎn)在鐵路工程坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)；4：在上述鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取控制標(biāo)志中心點(diǎn)的坐標(biāo)，根據(jù)鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取控制標(biāo)志中心點(diǎn)的坐標(biāo)與全站儀測(cè)量的控制標(biāo)志中心點(diǎn)在鐵路工程坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)之間的坐標(biāo)差值修正鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單易行，可使鐵路車載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的精度達(dá)到既有線復(fù)測(cè)的精度要求。
【專利說明】
一種提高鐵路車載激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)精度的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及鐵路既有線復(fù)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種提高鐵路車載激光雷達(dá)掃描 數(shù)據(jù)精度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 既有鐵路的養(yǎng)護(hù)維修、落坡、改善線路線型及增建復(fù)線等工作，均需通過既有線復(fù) 測(cè)準(zhǔn)確獲取鐵路及其附屬結(jié)構(gòu)的三維信息。目前，既有線測(cè)量主要以人工上道測(cè)量方法為 主。然而，隨著近年來鐵路大幅提速后，火車行駛速度快、發(fā)車密度高，傳統(tǒng)的既有線測(cè)量方 法施測(cè)存在較大的安全隱患，亟需研發(fā)高效、安全的既有線測(cè)量方法。
[0003] 車載激光雷達(dá)技術(shù)是將三維激光掃描系統(tǒng)(包括激光掃描儀、數(shù)碼影像傳感器、全 球定位系統(tǒng)和慣性測(cè)量單元)整體加裝在交通運(yùn)輸平臺(tái)上進(jìn)行激光雷達(dá)掃描作業(yè)的主動(dòng)式 移動(dòng)測(cè)量技術(shù)。該技術(shù)利用高速激光掃描測(cè)量方法，可大面積、高分辨率地快速獲取被測(cè)對(duì) 象表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，為快速獲取物體的三維信息提供了一種全新的技術(shù)手段，非常適 合鐵路既有線復(fù)測(cè)。
[0004]通常直接基于車載激光雷達(dá)技術(shù)獲取的激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的精度只能達(dá)到5cm，尤其 在既有鐵路上進(jìn)行獲取時(shí)，由于GPS信號(hào)受鐵路上的高壓電線干擾，使得獲取的激光雷達(dá)數(shù) 據(jù)的精度更低(通常只能達(dá)到l〇cm)，無法滿足既有線測(cè)量的精度要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明就是針對(duì)上述技術(shù)問題，提供一種提高鐵路車載激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)精度的 方法，該方法操作簡(jiǎn)單易行，可使鐵路車載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的精度達(dá)到既有線復(fù)測(cè)的精度要 求。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種提高鐵路車載激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)精度的方 法，其特征在于，它包括如下步驟：
[0007] 步驟1:在進(jìn)行車載激光雷達(dá)掃描前，在待測(cè)鐵路沿線每隔預(yù)設(shè)距離布設(shè)一個(gè)控制 標(biāo)志；
[0008] 步驟2:在待測(cè)鐵路沿線沿待測(cè)鐵路走向布設(shè)多個(gè)GPS基站，將車載激光雷達(dá)系統(tǒng) 沿鐵路進(jìn)行掃描作業(yè)，掃描時(shí)車載激光雷達(dá)系統(tǒng)與GPS基站配合工作，獲取鐵路車載激光雷 達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)；
[0009] 步驟3:基于鐵路基礎(chǔ)控制網(wǎng)，采用全站儀自由設(shè)站法測(cè)量控制標(biāo)志中心點(diǎn)在鐵路 工程坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)；
[0010] 步驟4:在上述鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取控制標(biāo)志中心點(diǎn)的坐標(biāo)，依據(jù)全 站儀測(cè)量的控制標(biāo)志中心點(diǎn)在鐵路工程坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)，根據(jù)鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云 數(shù)據(jù)中提取控制標(biāo)志中心點(diǎn)的坐標(biāo)與全站儀測(cè)量的控制標(biāo)志中心點(diǎn)在鐵路工程坐標(biāo)系下 的三維坐標(biāo)之間的坐標(biāo)差值修正鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0012] 1、精度高。通過本發(fā)明方法對(duì)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正后，激光雷達(dá)數(shù)據(jù)精度可達(dá) 至Ij3cm，滿足鐵路既有線復(fù)測(cè)精度要求。
[0013] 2、可操作性強(qiáng)，保證安全的同時(shí)不影響鐵路運(yùn)營(yíng)。本發(fā)明方法中布設(shè)和測(cè)量控制 點(diǎn)只需在鐵路兩側(cè)工作，鐵路仍可正常運(yùn)營(yíng)，并保證了測(cè)量人員和行車的安全。
[0014] 3、為車載激光雷達(dá)在既有鐵路復(fù)測(cè)中應(yīng)用奠定了精度基礎(chǔ)。在不影響鐵路運(yùn)營(yíng)的 情況下，實(shí)現(xiàn)既有線信息的精確獲取，開創(chuàng)了一種基于車載激光雷達(dá)技術(shù)的既有線復(fù)測(cè)新 方法。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明的流程圖；
[0016] 圖2為本發(fā)明中控制標(biāo)志的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為強(qiáng)度顯示下的控制標(biāo)志；
[0018]圖4為控制點(diǎn)控制區(qū)域劃分方式；
[0019] 圖中：1-控制標(biāo)志。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0021 ]如圖1中提高鐵路車載激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)精度的方法，它包括如下步驟：
[0022] 步驟1:在進(jìn)行車載激光雷達(dá)掃描前，在待測(cè)鐵路沿線每隔預(yù)設(shè)距離(400米)布設(shè) 一個(gè)控制標(biāo)志1;
[0023] 步驟2:在待測(cè)鐵路沿線沿待測(cè)鐵路走向布設(shè)多個(gè)GPS基站，將車載激光雷達(dá)系統(tǒng) 沿鐵路進(jìn)行掃描作業(yè)，掃描時(shí)車載激光雷達(dá)系統(tǒng)與GPS基站配合工作，獲取鐵路車載激光雷 達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)；
[0024] 步驟3:基于鐵路基礎(chǔ)控制網(wǎng)，米用全站僅自由設(shè)站法測(cè)量控制標(biāo)志1中心點(diǎn)在鐵 路工程坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)；
[0025]步驟4:在上述鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取控制標(biāo)志1中心點(diǎn)的坐標(biāo)，依據(jù) 全站儀測(cè)量的控制標(biāo)志1中心點(diǎn)在鐵路工程坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)，根據(jù)鐵路車載激光雷達(dá) 點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取控制標(biāo)志1中心點(diǎn)的坐標(biāo)與全站儀測(cè)量的控制標(biāo)志1中心點(diǎn)在鐵路工程坐 標(biāo)系下的三維坐標(biāo)之間的坐標(biāo)差值修正鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
[0026] 上述技術(shù)方案的步驟2中，車載激光雷達(dá)系統(tǒng)沿鐵路進(jìn)行掃描作業(yè)時(shí)的掃描寬度 大于區(qū)段內(nèi)鐵路防護(hù)網(wǎng)的最寬寬度。
[0027] 上述技術(shù)方案的步驟2中，將車載激光雷達(dá)系統(tǒng)安裝于鐵路通勤車或軌檢車上沿 鐵路進(jìn)行掃描作業(yè)，獲取鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
[0028]上述技術(shù)方案的步驟2中，點(diǎn)云間距與行車速度有著密切的關(guān)系，理論上是反相關(guān) 系，裝載有車載激光雷達(dá)系統(tǒng)的鐵路通勤車或軌檢車的行車速度不高于30km/h，并確保車 載激光雷達(dá)系統(tǒng)獲取鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中相鄰點(diǎn)間距范圍為0.5~2cm。
[0029]上述技術(shù)方案中，掃描時(shí)車載激光雷達(dá)系統(tǒng)與GPS基站同步進(jìn)行GPS觀測(cè)，以實(shí)現(xiàn) 動(dòng)態(tài)GPS相位差分測(cè)量定位，相鄰兩個(gè)GPS基站間基線長(zhǎng)度范圍為4~8km。基站選址原則上 要求無信號(hào)遮擋、盡量遠(yuǎn)離無線電及高壓電力設(shè)施。
[0030] 上述技術(shù)方案中，掃描時(shí)車載激光雷達(dá)系統(tǒng)的掃描成果平面坐標(biāo)采用CGCS2000坐 標(biāo)系，高程基準(zhǔn)采用1985高程基準(zhǔn)。
[0031] 上述技術(shù)方案的步驟3中，由于CPIII的布設(shè)間距為50~60m，選擇兩個(gè)離全站儀自 由設(shè)站最近的鐵路基礎(chǔ)控制網(wǎng)（CPIII)坐標(biāo)點(diǎn)作為已知點(diǎn)，對(duì)全站儀自由設(shè)站進(jìn)行后方交 會(huì)，獲得全站儀自由設(shè)站的三維位置信息，對(duì)全站儀自由設(shè)站進(jìn)行定向；在由于某些原因無 法找到測(cè)站附近CPIII點(diǎn)的情況下，還可以用CPII代替完成后方交會(huì)；
[0032] 全站儀定向完成后，通過全站儀采用前方交會(huì)法直接量測(cè)出控制標(biāo)志1中心點(diǎn)在 鐵路工程坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)(對(duì)每個(gè)標(biāo)志中心點(diǎn)，變換測(cè)站位置測(cè)量?jī)纱?，所求兩次中?點(diǎn)距離相差小于2mm則取其平均值作為最終的標(biāo)志中心點(diǎn)坐標(biāo)，否則重測(cè)到符合要求為 止)。
[0033]上述技術(shù)方案中，所述控制標(biāo)志1的圖案為"田"字圖案，田字圖案中利用"十"字將 控制標(biāo)志1四等分成4個(gè)相同的邊長(zhǎng)為20cm的小正方形，其中對(duì)角區(qū)域顏色相同，相鄰區(qū)域 顏色互異(如左下、右上部分為黑色，左上、右下部分為白色），控制標(biāo)志1中心點(diǎn)即為控制點(diǎn) 的中心位置。
[0034]上述技術(shù)方案中，所述控制標(biāo)志1的正面覆亞膜，使得控制標(biāo)志1對(duì)激光具有高反 射、強(qiáng)對(duì)比。如此可以得到分布密集、強(qiáng)度差大的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以便通過點(diǎn)云精確地識(shí)別控制 點(diǎn)的中心位置。
[0035]上述技術(shù)方案中，沿鐵路線兩側(cè)每隔400m布設(shè)一個(gè)控制標(biāo)志1，且相鄰兩個(gè)標(biāo)志布 設(shè)在鐵路的兩側(cè)?？捎酶邚?qiáng)度免釘膠進(jìn)行粘貼，粘貼時(shí)的位置選擇分為兩種，一種貼在鐵路 兩側(cè)的接觸網(wǎng)桿上，面向鐵路，主要用于對(duì)平面進(jìn)行控制；另一種貼在鐵路兩側(cè)無遮擋的平 整水泥地面上，面向天空，主要用于對(duì)高程進(jìn)行控制，高程控制標(biāo)志需保證每2km-個(gè)。所有 的標(biāo)志粘貼時(shí)應(yīng)保證標(biāo)志面平整。控制標(biāo)志需覆蓋整個(gè)測(cè)段，要求沿鐵路所有測(cè)段數(shù)據(jù)在 首尾控制標(biāo)志范圍之間。
[0036]上述技術(shù)方案中，車載激光雷達(dá)技術(shù)采用激光測(cè)距原理進(jìn)行三維數(shù)據(jù)的測(cè)量，其 主要優(yōu)勢(shì)是能快速、高密度、高精度獲取三維數(shù)據(jù)。
[0037]上述技術(shù)方案的步驟4中，依據(jù)全站儀測(cè)量的控制標(biāo)志1中心點(diǎn)在鐵路工程坐標(biāo)系 下的三維坐標(biāo)，根據(jù)鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取控制標(biāo)志1中心點(diǎn)的坐標(biāo)與全站儀 測(cè)量的控制標(biāo)志1中心點(diǎn)在鐵路工程坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)之間的坐標(biāo)差值修正鐵路車載激 光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的具體方法為：
[0038]對(duì)于車載激光雷達(dá)往往有兩個(gè)(或更多）激光頭，在對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行三維坐標(biāo)改正時(shí)， 先單獨(dú)對(duì)每一個(gè)激光頭所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，再將不同激光頭修正后的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合， 以下數(shù)據(jù)處理過程中除特殊說明外，均為單激光頭的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理；
[0039 ]步驟401:激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)標(biāo)志讀入，利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理軟件(TerraSo 1 id軟件)讀取 鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，再讀入控制標(biāo)志1中心點(diǎn)在鐵路工程坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)，將 控制標(biāo)志1中心點(diǎn)在鐵路工程坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)所在的區(qū)域作為尋找點(diǎn)云數(shù)據(jù)標(biāo)志中心 點(diǎn)的空間??圍；
[0040 ]步驟40 2 :激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)標(biāo)志識(shí)別，利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理軟件（T e rr a S ο 1 i d軟件）的 TerraScan模塊中的基于強(qiáng)度模式(By Intensity)顯示讀入的鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù) (黑白區(qū)域的強(qiáng)度顯示會(huì)有很大差異，詳見圖3)，采用人機(jī)交互的方式，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè) 計(jì)軟件(MicroStation軟件）中的智能線工具(Smart Line工具)在控制標(biāo)志1區(qū)域內(nèi)一橫一 豎勾畫出不同亮度強(qiáng)度區(qū)域的邊界線，得到一橫一豎邊界線的交點(diǎn)（即"田"字中間的"十" 字，便可將"十"字中心的交點(diǎn)作為標(biāo)志中心），找出離該一橫一豎邊界線的交點(diǎn)最近的全站 儀測(cè)量的控制標(biāo)志1中心點(diǎn)，并讀出該全站儀測(cè)量的控制標(biāo)志1中心點(diǎn)的坐標(biāo)，再用測(cè)量工 具量得上述一橫一豎邊界線的交點(diǎn)與最近的全站儀測(cè)量的控制標(biāo)志1中心點(diǎn)的坐標(biāo)差值； [0041 ]步驟403:采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)不僅包括坐標(biāo)信息，還帶有該點(diǎn)的采集時(shí)刻，按照采集 時(shí)刻對(duì)所有點(diǎn)云進(jìn)行劃分，以控制標(biāo)志A、B、C、…，采集時(shí)刻:Ta、Tb、Tc、…為分界點(diǎn)，將整段 點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割成η段，如圖4所示，兩相鄰控制點(diǎn)控制處于這兩點(diǎn)采集時(shí)刻之間的點(diǎn)云(對(duì)于 每一個(gè)激光點(diǎn)，都可以按照所述方法歸到某一段(如BC段），注意，后續(xù)激光點(diǎn)改正是以段為 單位的，就是說BC段的所有激光點(diǎn)都是依靠 BC點(diǎn)的差值帶入后續(xù)的公式，算出BC間每個(gè)激 光點(diǎn)的坐標(biāo)改正值，從而實(shí)現(xiàn)提高精度這一目標(biāo)，如B、C為兩個(gè)相鄰控制點(diǎn)，采集時(shí)刻在Tb 和Tc之間的任意X點(diǎn)由B、C這兩個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行控制）；
[0042]步驟404:激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)三維坐標(biāo)修正，對(duì)鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的任一點(diǎn) X(X，y，z)，均可找到其所屬的點(diǎn)云段及該段的控制點(diǎn)0(xo，yo，zo)和P(xp，yp，zp)，所述0 (xo，yo，zo)及P(xp，yp，zp)是在點(diǎn)云中讀出的控制標(biāo)志的坐標(biāo)，通過計(jì)算X與0、P間的歐氏 距離11和12，結(jié)合實(shí)測(cè)同名控制點(diǎn)0(^〇()，7〇()，2〇())和?()(1口()^()^())，采用以下公式即可算 得修正后的知(幼，刊， 2())，即為修正后鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)；
[0044] 所述〇Q(x〇Q，y〇()，z〇())和?〇^〇^〇別〇)是全站儀測(cè)出的控制點(diǎn)的坐標(biāo)。
[0045]步驟405:多激光頭點(diǎn)云數(shù)據(jù)融合，在對(duì)單激光頭的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行三維坐標(biāo)修正之 后，將多組數(shù)據(jù)讀入到同一點(diǎn)云文件中，即可融合成一組新的、高精度的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
[0046]本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種提高鐵路車載激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)精度的方法，其特征在于，它包括如下步驟： 步驟1:在進(jìn)行車載激光雷達(dá)掃描前，在待測(cè)鐵路沿線每隔預(yù)設(shè)距離布設(shè)一個(gè)控制標(biāo)志 (1); 步驟2:在待測(cè)鐵路沿線沿待測(cè)鐵路走向布設(shè)多個(gè)GPS基站，將車載激光雷達(dá)系統(tǒng)沿鐵 路進(jìn)行掃描作業(yè)，掃描時(shí)車載激光雷達(dá)系統(tǒng)與GPS基站配合工作，獲取鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn) 云數(shù)據(jù)； 步驟3:基于鐵路基礎(chǔ)控制網(wǎng)，采用全站儀自由設(shè)站法測(cè)量控制標(biāo)志（1)中屯、點(diǎn)在鐵路 工程坐標(biāo)系下的Ξ維坐標(biāo)； 步驟4:在上述鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取控制標(biāo)志（1)中屯、點(diǎn)的坐標(biāo)，依據(jù)全 站儀測(cè)量的控制標(biāo)志（1)中屯、點(diǎn)在鐵路工程坐標(biāo)系下的Ξ維坐標(biāo)，根據(jù)鐵路車載激光雷達(dá) 點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取控制標(biāo)志（1)中屯、點(diǎn)的坐標(biāo)與全站儀測(cè)量的控制標(biāo)志（1)中屯、點(diǎn)在鐵路工 程坐標(biāo)系下的Ξ維坐標(biāo)之間的坐標(biāo)差值修正鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鐵路車載激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)精度的方法，其特征在于:所 述步驟2中，車載激光雷達(dá)系統(tǒng)沿鐵路進(jìn)行掃描作業(yè)時(shí)的掃描寬度大于區(qū)段內(nèi)鐵路防護(hù)網(wǎng) 的最寬寬度。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鐵路車載激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)精度的方法，其特征在于:所 述步驟2中，將車載激光雷達(dá)系統(tǒng)安裝于鐵路通勤車或軌檢車上沿鐵路進(jìn)行掃描作業(yè)，獲取 鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鐵路車載激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)精度的方法，其特征在于:所 述步驟2中，裝載有車載激光雷達(dá)系統(tǒng)的鐵路通勤車或軌檢車的行車速度不高于30km/h，并 確保車載激光雷達(dá)系統(tǒng)獲取鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中相鄰點(diǎn)間距范圍為0.5~2cm。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鐵路車載激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)精度的方法，其特征在于:掃 描時(shí)車載激光雷達(dá)系統(tǒng)與GPS基站同步進(jìn)行GI^觀測(cè)，W實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)GI^相位差分測(cè)量定位，相 鄰兩個(gè)GPS基站間基線長(zhǎng)度范圍為4~8km。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鐵路車載激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)精度的方法，其特征在于:掃 描時(shí)車載激光雷達(dá)系統(tǒng)的掃描成果平面坐標(biāo)采用CGCS2000坐標(biāo)系，高程基準(zhǔn)采用1985高程 基準(zhǔn)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鐵路車載激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)精度的方法，其特征在于:所 述步驟3中，選擇兩個(gè)離全站儀自由設(shè)站最近的鐵路基礎(chǔ)控制網(wǎng)坐標(biāo)點(diǎn)作為已知點(diǎn)，對(duì)全站 儀自由設(shè)站進(jìn)行后方交會(huì)，獲得全站儀自由設(shè)站的Ξ維位置信息，對(duì)全站儀自由設(shè)站進(jìn)行 定向； 全站儀定向完成后，通過全站儀采用前方交會(huì)法直接量測(cè)出控制標(biāo)志（1)中屯、點(diǎn)在鐵 路工程坐標(biāo)系下的Ξ維坐標(biāo)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鐵路車載激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)精度的方法，其特征在于:所 述控制標(biāo)志（1)的圖案為"田"字圖案，田字圖案中利用"十"字將控制標(biāo)志（1)四等分成4個(gè) 相同的正方形，其中對(duì)角區(qū)域顏色相同，相鄰區(qū)域顏色互異，控制標(biāo)志（1)中屯、點(diǎn)即為控制 點(diǎn)的中屯、位置。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的提高鐵路車載激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)精度的方法，其特征在于:所 述步驟4中，依據(jù)全站儀測(cè)量的控制標(biāo)志（1)中屯、點(diǎn)在鐵路工程坐標(biāo)系下的Ξ維坐標(biāo)，根據(jù) 鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取控制標(biāo)志（1)中屯、點(diǎn)的坐標(biāo)與全站儀測(cè)量的控制標(biāo)志 (1)中屯、點(diǎn)在鐵路工程坐標(biāo)系下的Ξ維坐標(biāo)之間的坐標(biāo)差值修正鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù) 據(jù)的具體方法為： 步驟401:利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理軟件讀取鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，再讀入控制標(biāo)志 (1)中屯、點(diǎn)在鐵路工程坐標(biāo)系下的Ξ維坐標(biāo)，將控制標(biāo)志（1)中屯、點(diǎn)在鐵路工程坐標(biāo)系下的 Ξ維坐標(biāo)所在的區(qū)域作為尋找點(diǎn)云數(shù)據(jù)標(biāo)志中屯、點(diǎn)的空間范圍； 步驟402:利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理軟件顯示讀入的鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，采用人機(jī)交 互的方式，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件中的智能線工具在控制標(biāo)志（1)區(qū)域內(nèi)一橫一豎勾畫 出不同亮度強(qiáng)度區(qū)域的邊界線，得到一橫一豎邊界線的交點(diǎn)，找出離該一橫一豎邊界線的 交點(diǎn)最近的全站儀測(cè)量的控制標(biāo)志（1)中屯、點(diǎn)，并讀出該全站儀測(cè)量的控制標(biāo)志（1)中屯、點(diǎn) 的坐標(biāo)，再用測(cè)量工具量得上述一橫一豎邊界線的交點(diǎn)與最近的全站儀測(cè)量的控制標(biāo)志 (1)中屯、點(diǎn)的坐標(biāo)差值，利用該差值對(duì)最近的全站儀測(cè)量的控制標(biāo)志（1)中屯、點(diǎn)在鐵路工程 坐標(biāo)系下的Ξ維坐標(biāo)進(jìn)行改正即可求得修正后的鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)控制標(biāo)志（1) 中屯、點(diǎn)的坐標(biāo)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的提高鐵路車載激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)精度的方法，其特征在于： 所述步驟402后還包括步驟403:采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)不僅包括坐標(biāo)信息，還帶有該點(diǎn)的采集時(shí) 亥IJ，按照采集時(shí)刻對(duì)所有點(diǎn)云進(jìn)行劃分，W控制標(biāo)志（1)A、B、C、…，采集時(shí)刻:Ta、化、Tc、… 為分界點(diǎn)，將整段點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割成η段，兩相鄰控制點(diǎn)控制處于運(yùn)兩點(diǎn)采集時(shí)刻之間的點(diǎn) 云； 步驟404:對(duì)鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的任一點(diǎn)X(x，y，z)，均可找到其所屬的點(diǎn)云 段及該段的控制點(diǎn)0(xo，yo，zo)和P(邱，yp，zp)，所述0(xo，yo，zo)及P(邱，yp，zp)是在點(diǎn)云 中讀出的控制標(biāo)志的坐標(biāo)，通過計(jì)算X與〇、P間的歐氏距離11和12,結(jié)合實(shí)測(cè)同名控制點(diǎn)0〇 (xoo,yoo,zoo)和Po(邱日,yp〇,zp〇)，采用W下公式即可算得修正后的Xo(xo,yo,zo)，即為修正 后鐵路車載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)；所述0〇 (XOO，y 〇〇，zoo)和Po (邱0, ypo, zpo)是全站儀測(cè)出的控制點(diǎn)的坐標(biāo)。
【文檔編號(hào)】G01S17/88GK106093963SQ201610377266
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】李海亮, 馮光東, 熊國(guó)華, 郭良浩, 湯建鳳, 劉冰洋, 胡玉雷, 劉善勇, 朱雪峰, 劉志友, 徐雪花
【申請(qǐng)人】中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司