[發明專利]一種公路公路地面線數據的自動生成系統及方法

在審

• 申請號: 201710291095.0
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107167815A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 趙延平;宋連凱;王超;樸東國;魏立龍
• 申請（專利權）人: 上海華測導航技術股份有限公司
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89
• 代理公司: 上海宣宜專利代理事務所(普通合伙)31288
• 代理人: 劉君

技術領域

本發明涉及測繪領域，具體涉及到一種公路公路地面線數據的自動生成系統及方法。

背景技術

目前公路勘察設計中獲取地面線信息效率低、精度低。目前主流的方法是利用全站儀或實時差分定位技術(rael-time kinematic,RTK)先放樣出中樁，然后再利用RTK測出每個橫斷面的高程。然而，這種方式采用單點接觸測量，導致其作業速度較慢，同時由于勘測區域內天氣、交通以及地形困難程度等自然條件的限制，容易造成測繪成果精度不高，工期難以保證，勘測成本加大的不良后果。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種公路地面線數據的自動生成系統及方法，本發明的系統可以進行設計地面線的快速自動提取，提高公路勘測設計的效率，節省外業測量成本，并實現激光雷達測量與公路施工圖設計的一體化。

本發明提供了一種公路地面線數據的自動生成系統，包括：

激光雷達，所述激光雷達用于獲得地面線的點云數據；

數據處理系統，所述數據處理系統用于對上述獲得的點云數據進行處，以及根據點云數據中的地面類點進行數據建模和高程內插獲得地面線；

檢查和編輯系統，所述檢查和編輯系統用于將所述獲得的地面線在可視化圖形環境中進行繪制，通過疊加LiDAR點云和DOM數據，對生成的地面線進行可視化檢查和編輯，最終生成地面線數據，所述檢查和編輯系統連接有數據層、服務層和用戶層。

上述的生成系統，其中，所述激光雷達用于獲得地面線的點云數據包括：確定路線方案，所述確定路線方案通過若干個中樁坐標點進行表達；

根據上述的中樁坐標生成各個線路的中線，沿著路線的前進方向按相應間隔生成垂直于路線的矩形格網。

上述的生成系統，其中，所述數據處理系統用于對上述獲得的點云數據進行處，以及根據點云數據中的地面類點進行數據建模和高程內插獲得地面線包括：

根據提供的中樁坐標生成地面線的剖線，設置閾值T1，提取到橫斷面剖線平面距離小于T1的分類后激光點，并作為生成地面線的備選點。

上述的生成系統，其中，所述根據點云數據中的地面類點進行數據建模和高程內插獲得地面線包括：

將提取出到橫斷面剖線平面距離小于T1范圍內的激光點在平面上向地面線剖面線作垂線，根據垂線距離的大小設定閾值T2(T2<T1)，將到剖面線距離在T2范圍內的點，以垂足點的平面位置和激光點的高程作為地面線上的點，并生成初始地面線；

對初始地面線上的點按找地面線方向排序并進行掃描，若是發現空洞較大區域，由到剖面線距離在[T2,T1]內的地面點投影到地面線剖面線上進行填充，其高程則由周圍提取出的地面點建模內插，常用的三維數字地面模型有不規則三角網模型和格網模型，采用三角網模型分別對各個地面線附近的地面點進行地形建模，根據三角網插值法進行點高程的內插，最后輸出設計地面線。

上述的生成系統，其中，所述數據層包括機載LiDAR系統采集獲取的LiDAR點云數據和DOM數據，以及設計所需要的中樁信息數據；所述服務層在可視化的圖形平臺上，為用戶提供點云分類處理、點云提取處理、地面線生成和簡化服務；用戶層是通過數據交互和參數設置調用服務層的各項功能和服務來處理數據層中的數據，并在視圖窗口中直觀顯示。

上述的生成系統，其中，所述檢查和編輯系統還將地面線數據與LiDAR點云數據和DOM數據直接進行疊加顯示，進而通過點云和DOM影像對生成的地面線數據作進一步的檢查和編輯工作，進而生成更準確更符合真實地表的地面線數據。

本發明的另一面，一種公路地面線數據的自動生成方法，包括以下步驟:

基于激光雷達獲得地面線的點云數據；

對上述獲得的點云數據進行處理；

根據點云數據中的地面類點進行數據建模和高程內插獲得地面線；

將所述獲得的地面線在可視化圖形環境中進行繪制，通過疊加LiDAR點云和DOM數據，對生成的地面線進行可視化檢查和編輯，最終生成地面線數據。

上述的方法，其中，所述基于激光雷達獲得地面線的點云數據的步驟包括：

確定路線方案，所述確定路線方案通過若干個中樁坐標點進行表達；

根據上述的中樁坐標生成各個線路的中線，沿著路線的前進方向按相應間隔生成垂直于路線的矩形格網。

上述的方法，其中，所述對上述獲得的點云數據進行處理的步驟包括：