【技术实现步骤摘要】
无GNSS信号下的点云数据采集方法及装置
本专利技术涉及数据采集
,特别是涉及一种无GNSS信号下的点云数据采集方法及装置。
技术介绍
移动测量技术作为一种新兴的三维数据获取技术,集成全球卫星导航系统(GNSS,GlobalNavigationSatelliteSystem)、惯性测量单元(IMU,InertialMeasurementUnit)、激光雷达(LiDAR,LightDetectionandRanging)、里程计(DMI,DistanceMeasuringInstrument)等传感器,安装在车辆、轮船或飞机等不同平台上,可快速获取三维点云数据。受到卫星信号及精度的影响,长期以来,移动测量技术的应用仅仅局限于卫星信号较好的空旷区域,在无GNSS信号的情况下获取的数据精度较差。突破卫星信号的限制,将移动测量技术应用于卫星信号较差环境下(如城市地铁、隧道等)的数据采集,可以极大的提高数据获取效率和精度。以无GNSS信号的城市地铁点云数据采集为例,目前通常采用单点测量的方式或者同步定位与地图绘制(SLAM,SimultaneousLocalizationAndMapping)技术进行点云数据采集。其中单点测量的方式是使用三维激光扫描仪对地铁隧道进行面状定点扫描,然后,通过点云拼接算法进行站点拼接、标定、平差等得到连续点云数据;SLAM技术是在移动的过程中利用激光扫描仪获取点云,并在移动的同时完成点云数据相对位置的解算和匹配,从而得到连续的点云数据。然而,采用单点测量的方式需要在地铁隧道中布设大量的站点,且站点之间的距离不能超过三维激光扫描仪的 ...
【技术保护点】
一种无GNSS信号下的点云数据采集方法,其特征在于,包括:将地形图中获取的线路数据重新采样,得到离散化的线路数据;利用PPS发生器模拟生成整秒PPS脉冲;使用里程计计数并对该计数进行采样,当检测接收到来自PPS发生器的整秒PPS脉冲时,计算所述整秒内里程计计数之和,根据所述里程计参数、上一时刻位置信息以及所述线路数据计算当前时刻的位置信息;根据当前时刻的位置信息模拟GNSS卫星协议并将其发送到点云数据采集模块与惯性测量模块;利用所述点云数据采集模块解析所述GNSS卫星协议完成时间同步,并控制激光雷达采集点云数据;利用所述惯性测量模块解析所述GNSS卫星协议,并实时记录定姿定位数据生成包含位置信息与姿态信息的POS数据;利用所述里程计数据与外部控制点依次对所述POS数据进行优化得到相应的点云数据。
【技术特征摘要】
1.一种无GNSS信号下的点云数据采集方法,其特征在于,包括:将地形图中获取的线路数据重新采样,得到离散化的线路数据;利用PPS发生器模拟生成整秒PPS脉冲;使用里程计计数并对该计数进行采样,当检测接收到来自PPS发生器的整秒PPS脉冲时,计算所述整秒内里程计计数之和,根据所述里程计参数、上一时刻位置信息以及所述线路数据计算当前时刻的位置信息;根据当前时刻的位置信息模拟GNSS卫星协议并将其发送到点云数据采集模块与惯性测量模块;利用所述点云数据采集模块解析所述GNSS卫星协议完成时间同步,并控制激光雷达采集点云数据;利用所述惯性测量模块解析所述GNSS卫星协议,并实时记录定姿定位数据生成包含位置信息与姿态信息的POS数据;利用所述里程计数据与外部控制点依次对所述POS数据进行优化得到相应的点云数据。2.根据权利要求1所述的无GNSS信号下的点云数据采集方法,其特征在于,所述将地形图中获取的线路数据重新采样,得到离散化的线路数据的步骤,包括:按照精度要求从预设比例尺的地形图中获取线路数据,依据预设距离间隔重新采样所述线路数据获取离散的线路数据。3.根据权利要求1所述的无GNSS信号下的点云数据采集方法,其特征在于,所述使用里程计计数并对该计数进行采样,当检测接收到来自PPS发生器的整秒PPS脉冲时,计算所述整秒内里程计计数之和,根据所述里程计参数、上一时刻位置信息以及所述线路数据计算当前时刻的位置信息的步骤,包括:按预设时间间隔采样所述里程计的计数,当检测接收到来自PPS发生器的整秒PPS脉冲时,计算所述整秒内里程计计数之和;根据所述里程计参数、上一时刻位置信息以及所述离散的线路数据,沿所述线路数据前进方向插值计算当前时刻的位置信息,其中所述里程计参数包括每周的脉冲数量与车轮周长。4.根据权利要求1所述的无GNSS信号下的点云数据采集方法,其特征在于,所述根据当前时刻的位置信息模拟GNSS卫星协议并将其发送到点云数据采集模块与惯性测量模块的步骤,包括:当接收到整秒PPS脉冲时,根据当前时刻的时间信息与位置信息模拟GNSS卫星协议,将所述模拟GNSS卫星协议分别发送到点云数据采集模块与惯性测量模块。5.根据权利要求1所述的无GNSS信号下的点云数据采集方法,其特征在于,所述利用里程计数据与外部控制点依次对所述POS数据进行优化得到相应的点云数据的步骤,包括:根据所述里程计的计数数据对POS数据进行初步优化,其中,根据采集时刻TR的起始位置PR,当检测到接收所述整秒PPS脉冲时,根据整秒内里程计的计数之和N、每周脉冲数P、车轮周长L,计算整秒内沿着所述线路数据的前进距离根据所述线路数据得到当前TR+1时刻的位置信息PR+1,以整秒内沿着所述线路数据的前进距离为标准校正整秒内POS数据得到初步优化的POS数据;以所述线路有效范围内多个特征明显的坐标点为参考点,计算参考点与由所述初步优化的POS数据解算的点云数据中对应位置的坐标差,按照所述坐标差对应校正初步优化的PO...
【专利技术属性】
技术研发人员:向泽君,龙川,明镜,苟永刚,吕楠,陈汉,罗再谦,徐占华,黄志,张婕,胡小林,向华,
申请(专利权)人:重庆市勘测院,重庆数字城市科技有限公司,
类型:发明
国别省市:重庆,50
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。