【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及既有高速公路勘测，具体涉及一种基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法。
技术介绍
1、高速公路是重要的基础性、先导性、战略性、服务性基础设施，是交通运输先进生产力的代表。随着交通量的持续增长，早期修建的高速公路车流量逐渐饱和，现有通行能力不能满足要求。为了满足交通量增长的需要，对已有高速公路进行改建、扩建、提升路面等级显得十分必要，尤其是在土地资源相对缺乏的前提下，相对于新建高速公路来说，加宽旧路路基能充分利用原有路基，缩短建设周期，又少占建设用地。高速公路的改扩建，已成为交通建设的主要任务之一。
2、既有高速公路改扩建的勘测工作，主要包括平面线形测量、纵断面线形测量、横断面测量、地形图测量、桥涵和挡墙等构造物要素测量、排水构造物测量以及相关调查工作等内容。传统的高速公路测量主要采用水准仪、全站仪、rtk(real-time kinematic，实时差分定位)等工具采集数据，需要外业测量人员在高速公路路面上作业，存在作业工作量大、项目成本高、效率低、作业周期长和劳动强度大等问题，并且上路测量需要对测量路段临时封闭或做警示提醒，严重影响高速公路的正常运营，若不封闭测量路段，高速公路车辆行驶速度快，很难保证外业测量人员的人身安全，存在极大的安全隐患，亦不能满足高速公路测量部门对勘测设计工作成本低、工期短、质量要求高等多方面高层次要求。
3、针对此类问题，专利技术专利cn102661736a提出了一种高速公路改扩建勘测方法，先进行车载移动激光扫描测量，地面靶标辅助纠正生成路面数字高程模型，再进
4、因此，有必要提出新的方法，克服上述缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，以解决现有方法存在的需对测区获取两次数据、不能满足既有线改扩建精度要求的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，所述方法包括：
4、设计无人机航线；
5、沿线路布设靶标；
6、获取航测数据及地面数据，经过pos解算和pos纠正后，融合得到点云成果；
7、利用点云成果，提取高速公路要素信息；
8、根据高速公路要素信息，获取数字线划图。
9、进一步地，设计无人机航线，包括：
10、航线设计为沿高速公路两侧的往返航线；
11、长直航线或者包含微小转弯的航线的最大长度为1km，或最长每1km执行一次机动动作。
12、进一步地，沿线路布设靶标，包括：
13、靶标布设在高速公路两侧，左右交叉布设；
14、获取靶标控制点平面坐标，采用gnss快速静态测量的方式获取。
15、进一步地，靶标布设在高速公路两侧，包括：
16、靶标布设在高速公路两侧50m内，相邻靶标的间距在200m以内；
17、靶标以45°的角度朝向航线；
18、靶标所在位置为靶标控制点。
19、进一步地，获取航测数据及地面数据，包括：
20、获取机载动态gnss数据；
21、获取地面基站静态gnss数据；
22、将机载动态gnss数据和地面基站静态gnss数据进行差分处理，得到精度提高的动态gnss数据。
23、进一步地，pos解算，包括：
24、获取imu数据；
25、采用紧耦合的方式进行pos解算，对精度提高的动态gnss数据和imu数据进行耦合；
26、pos轨迹平滑后，将定位和测姿精度控制在测量误差允许的范围内，得到平滑后的pos轨迹线。
27、进一步地，pos纠正，包括：
28、对靶标控制点进行刺点，对pos轨迹线上pos点的平面和高程位置进行纠正；
29、采取分段纠正的原则，仅将靶标控制点周围的点云融合出来进行纠正操作，完成时间段点云融合后，对pos轨迹线进行靶标控制点的纠正，得到纠正后的pos文件。
30、进一步地，融合得到点云成果，包括：
31、在pos纠正的基础上，利用纠正后的pos文件进行点云数据融合，获得目标坐标系下的点云成果。
32、进一步地，利用点云成果，提取高速公路要素信息，包括：
33、对点云成果中的点云进行去噪处理；
34、利用其中的道路点云和道路标线点云进行矢量提取和道路横纵断面提取，作为高速公路要素信息。
35、进一步地，根据高速公路要素信息，获取数字线划图，包括：
36、基于高速公路要素信息，生成等高线和高程点要素；
37、采集地物，对等高线、高程点要素和地物要素进行集成，获得数字线划图。
38、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
39、本专利技术提供了一种基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，将靶标布设在高速公路两侧，仅需对测区获取一次数据，靶标测量和航飞均不进入高速公路地界内，且外业数据获取所需人员较少，降低了安全隐患。
40、本专利技术的方法，可以在较短的时间内获取高速公路沿线的海量、高精度的点云数据，平均点密度大概在2000-3000点/m2，平面精度优于4.0cm，高程精度优于1.5cm，满足高速公路改扩建平面5cm、高程2cm的精度要求。
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1.基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的基于无人机点云数据的高速公路改扩建勘测方法，其特征在于：
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，何小飞，王航，张占忠，潘荔君，赵一方，武欣悦，方诗明，
申请(专利权)人：中铁第一勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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