A 3D laser panoramic railway line adjustment method is introduced to realize the investigation and mapping of existing railway lines and facilities, and provide technical support for 3D laser scanning and mobile surveying and mapping in railway existing line technology transformation, asset investigation and information operation management. Includes the following steps: 1) railway mobile 3D laser scanning, running trajectory and attitude of 3D laser scanning system for mobile; geographic reference processing, three-dimensional laser point cloud data, each panoramic site accurate location and attitude of railway line and facilities, to provide data support to build 3D laser panoramic data model; 2) fusion, laser point cloud and panoramic images, construct the panoramic 3D laser data model; 3), panorama visual browsing, according to the characteristics of spherical panoramic image model, construct the spherical panoramic image visual browsing frame; 4), panoramic image lines and facilities identification; 5), and geodetic coordinate calculation of line facilities.
【技术实现步骤摘要】
一种三维激光全景的铁路线路调绘方法
本专利技术属于既有线铁路勘测
,尤其针对通过三维激光扫描移动测量获取的三维激光全景进行铁路线路调绘,实现铁路既有线勘测中的线路及其设施状况调查。
技术介绍
为了应对铁路铁路提速和提升运力需求,对既有线进行技术改造或新增二线是当前铁路建设的重点。对既有线进行技术改造需要建立在对铁路现状充分了解基础上,如何快速、高效、安全的对铁路既有线进行调绘勘测,对于既有线技术改造的规划、设计、建设以及运营十分重要。传统的既有线调绘勘测以人工携带各种调绘、勘测设备,上道调绘为主,对运营干扰大,且安全性低,既有线调绘勘测的效率不高。同时受制于上线人员的技术水平和责任心,调绘成果存在错漏,核查成本高,影响着铁路既有线技术改造的精准性。三维激光移动扫描可以快速获取铁轨高密度、高精度的三维点云坐标数据和连续的360度全景影像数据,为铁路既有线调绘勘测提供了一种高效率、安全、准确的测量手段。但是,三维激光扫描移动获取的三维点云缺是一个个坐标点,缺乏直观可视的线路及设施类别、属性等信息,360度全景影像可以清晰看出线路及设施类别,但又无法提供坐标及几何尺寸信息,如何结合高精度的三维激光点云数据和高清晰可视化的360度全景影像数据进行铁路既有线调绘勘测,是既有线技术改造、运营管理亟待解决的问题和难点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种三维激光全景的铁路线路调绘方法,以将带坐标的三维激光点云数据和带属性的360度全景影像数据相结合,充分发挥两种数据的特点和优势,实现铁路既有线线路及设施调查与测绘,为三维激光扫描移动测绘在铁路既有线路 ...
【技术保护点】
一种三维激光全景的铁路线路调绘方法,包括以下步骤:1)、铁路三维激光移动扫描,采用三维激光移动扫描系统获取铁路线路及设施高密度的三维激光点云数据和高清晰360度全景影像数据,通过差分GPS/IMU融合处理,得到三维激光移动扫描系统运行轨迹和姿态;分别将轨迹姿态数据与激光扫描数据、全景影像数据进行地理参考处理,得到铁路线路及设施三维激光点云数据、每一个全景站点准确的位置和姿态,为构建三维激光全景数据模型提供数据支撑;2)、激光点云和全景影像融合,根据每一个全景站点的位置和姿态,根据全景影像测量模型,建立三维激光点云与全景影像像素坐标之间的映射关系,构建三维激光全景数据模型;3)、全景影像可视化浏览,根据全景影像球面模型特点,构建全景影像球面可视化浏览框架;4)、全景影像上线路及设施识别,以全景影像可视化浏览系统为平台,通过目视交互判绘的方式,获取线路及设施的类别、属性信息以及在全景影像球面纹理坐标;5)、线路及设施大地坐标计算,根据三维激光全景模型,将调绘的线路及设施球面纹理坐标转换成大地坐标,完成线路及设施的几何和属性信息的全面调绘与勘测。
【技术特征摘要】
1.一种三维激光全景的铁路线路调绘方法,包括以下步骤:1)、铁路三维激光移动扫描,采用三维激光移动扫描系统获取铁路线路及设施高密度的三维激光点云数据和高清晰360度全景影像数据,通过差分GPS/IMU融合处理,得到三维激光移动扫描系统运行轨迹和姿态;分别将轨迹姿态数据与激光扫描数据、全景影像数据进行地理参考处理,得到铁路线路及设施三维激光点云数据、每一个全景站点准确的位置和姿态,为构建三维激光全景数据模型提供数据支撑;2)、激光点云和全景影像融合,根据每一个全景站点的位置和姿态,根据全景影像测量模型,建立三维激光点云与全景影像像素坐标之间的映射关系,构建三维激光全景数据模型;3)、全景影像可视化浏览,根据全景影像球面模型特点,构建全景影像球面可视化浏览框架;4)、全景影像上线路及设施识别,以全景影像可视化浏览系统为平台,通过目视交互判绘的方式,获取线路及设施的类别、属性信息以及在全景影像球面纹理坐标;5)、线路及设施大地坐标计算,根据三维激光全景模型,将调绘的线路及设施球面纹理坐标转换成大地坐标,完成线路及设施的几何和属性信息的全面调绘与勘测。2.如权利要求1所述一种三维激光全景的铁路线路调绘方法,其特征是:所述的步骤1)中,铁路三维激光移动扫描过程使用到的特征指标有:流动站GPS采样间隔设置不低于1Hz;基站GPS采样间隔设置不低于5Hz。3.如权利要求1所述一种三维激光全景的铁路线路调绘方法,其特征是:所述步骤2)按如下顺序进行:2.1、对全景相机和GPS/IMU进行系统标定,得到全景相机相对于GPS/IMU的坐标偏移和姿态变换矩阵2.2、建立全景影像球面坐标与大地坐标之间转换模型,如式(1):式中,rim为球面全景影像上任意一点(u,v)对应的大地坐标,为全景影像对应时刻的GPS/IMU输出的载体轨迹坐标,为为全景影像对应时刻的GPS/IMU输出的载体姿态,rp为目标相对于全景相机的光纤方向,d为全景影像的行...
【专利技术属性】
技术研发人员:卢建康,周玉辉,周世明,杨锋,胡庆武,梅熙,林春峰,冯树波,黄华平,陈海军,
申请(专利权)人:中铁二院工程集团有限责任公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
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