[发明专利]一种基于激光投影的快速道路横断面测量方法及装置

说明书

本发明提供一种基于激光投影的快速道路横断面测量方法及装置，所述方法为：载体车辆在道路行驶过程中，通过高速摄像机实时获取激光线在道路面的投影图像，运用近景摄影测量原理对影像进行解算，得到当前时刻激光投影线相对于载体的位置信息；再根据GNSS系统测量的载体位置、姿态角，计算得到所测道路横断面的绝对参数信息。所述装置包括载体、激光发射器、高速广角摄像机、GNSS系统以及车载计算机。本发明无需人工进行逐点测量，避免了人为因素所造成的误差；车载系统作业效率更高且连续性好，系统设备成本较低，构造简单，且后期维护成本较低；可靠的GNSS定位精度和有效的近景摄影测量算法能够保证较高的测量精度。

技术领域

本发明属于道路横断面测量技术领域，尤其涉及一种基于激光投影的快速道路横断面测量方法及装置。

背景技术

道路横断面测量用于测定道路中线垂直方向上的地形起伏情况。在公路测量中，线路的横断面测量是一项工作量巨大并且十分繁琐的测量工作，现如今主要的道路横断面测量方法主要包括水准仪法、全站仪法、以及GPS-RTK法。上述方法都需要人工对断面点依次测量，因此测量速度慢且人力成本巨大。为了克服传统断面测量存在的问题，本发明提出了一种基于激光线投影车载快速道路横断面测量方法及装置，能够较为快速且连续精确地测量道路横断面。

发明内容

针对传统道路横断面测量存在的问题，本发明提供了一种基于激光投影的快速道路横断面测量方法及装置，能够较为快速且连续精确地测量道路横断面。

本发明提供了一种基于激光投影的快速道路横断面测量装置，包括载体、激光发射器、高速广角摄像机、GNSS系统以及车载计算机。

所述载体为一行驶在待测道路上的测量车；

所述激光发射器安装在载体的前端，且与载体的车轴平行，所述激光发射器设有一激光发射点，所述激光发射点发射激光形成激光面，并在道路上投影形成激光投影线；

所述高速广角摄像机安装在所述激光发射器的正下方，用于实时获取激光投影图像；

所述GNSS系统包含GNSS高精度定位天线及与其连接的高精度定位定姿接收机，其中所述GNSS高精度定位天线安装在载体的上端，所述GNSS系统用于测量载体在大地坐标系下的位置及姿态角；

所述车载计算机存储并处理数据，计算道路横断面信息。

本发明提供了一种基于激光投影的快速道路横断面测量方法，包括以下步骤：

S1、载体位置及姿态测量：利用GNSS高精度定位天线及高精度定位定姿接收机计算得到载体在大地坐标系下的位置和姿态角；

S2、获取激光投影图像：激光发射器的激光发射点将与载体平行的激光线投射到待测路面，通过激光发射器正下方的高速广角摄像机实时地获取激光投影图像，记录图像拍摄时刻，并将图像传输到车载计算机储存；

S3、利用车载计算机进行数据处理：对步骤S2中获得的每一时刻的激光投影图像，通过数字图像处理算法提取激光投影线，依据摄影测量原理计算激光投影线相对于载体的位置信息，再整合步骤S1得到的载体在大地坐标系下的位置及姿态角计算并存储每一时刻的道路横断面信息。

进一步地，所述步骤S3的具体步骤如下：

S31、提取激光投影线：对步骤S2中获得的每一时刻的激光投影图像，通过数字图像处理算法提取激光投影线；

S32、依据摄影测量原理计算激光投影线相对于载体的位置信息；