[發(fā)明專利]一種道路設施位置、圖像信息采集裝置及采集信息的方法

在審

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• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107272037A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 劉曉;高源;張亞雷
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42;G01C11/02;H04N7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種道路設施位置、圖像信息采集裝置，還涉及采用道路設施位置、圖像信息采集裝置采集道路設施位置、圖像信息的方法。

背景技術(shù)

伴隨我國各種類型道路的不斷建設，道路總里程不斷增長，提升道路設施的管理水平非常重要。快速而準確的獲取道路設施位置、圖像信息，是提高道路設施管理水平的重要保障。

對于道路設施位置、圖像信息的獲取，傳統(tǒng)的方法有人工采集和車（機）載激光掃描雷達（LiDAR）自動采集兩種。人工采集法需要大量現(xiàn)場調(diào)查人員在外業(yè)逐一采集每個道路設施的位置、圖像信息，并在內(nèi)業(yè)進行數(shù)據(jù)匯總，建立空間及屬性數(shù)據(jù)庫，勞動強度大，人員成本高，外業(yè)工作時有一定的危險，整體而言效率低下，無法滿足高效、快速、準確采集道路設施位置、圖像信息的要求。車（機）載激光掃描雷達采集法使用激光掃描雷達采集道路設施的激光反射云點數(shù)據(jù)，配合高性能照相機進行道路設施三維建模，進而獲得道路設施位置、圖像信息，這種方法采集過程自動化程度高，采集的道路設施坐標精度高，缺點是儀器設備價格高，采集得到的數(shù)據(jù)量龐大，對儀器操作及數(shù)據(jù)處理人員要求高。同時該方法采集得到的道路設施坐標，精度遠遠超過設施管理對設施坐標精度的要求，造成了一定的浪費。

在自動化快速提取道路道路設施位置、圖像信息方面，國內(nèi)做了大量研究，集中在以車輛、無人機為載體的道路信息自動提取技術(shù)，然而大部分技術(shù)的儀器設備依靠國外進口，成本較高，且采集精度超過道路設施管理對坐標精度的要求。因此，迫切需要開發(fā)方便、快捷、高效、低成本提取道路設施位置及圖像信息的技術(shù)，實現(xiàn)道路設施位置、圖像信息的快速提取，完成道路設施的數(shù)字化、可視化管理，更好的服務于道路養(yǎng)護單位、政府部門和相關(guān)企業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種能夠快速采集道路設施位置、圖像信息的采集裝置，可以快速采集道路上、道路兩側(cè)一定范圍內(nèi)各種設施的位置、圖像信息。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明道路設施位置、圖像信息采集裝置采用的技術(shù)方案是：

一種道路位置、圖像信息采集裝置，包括車輛主體，車輛主體安裝有用于拍攝車體一側(cè)或多側(cè)照片的一個或多個照相機或攝像頭、用于記錄照片拍攝時GPS位置的裝置、用于記錄拍攝照片時相機位置及姿態(tài)信息的傳感器裝置（如GPS傳感器、電子羅盤、電子陀螺儀等）、有安裝于車內(nèi)用于控制設備工作狀態(tài)及進行數(shù)據(jù)存儲的工作站、有安裝于車內(nèi)用于給各個設備供電的電源裝置；用于采集信息的子裝置與安裝在車輛主體內(nèi)部的工作站通過有線或無線方法連接；工作站內(nèi)置同步控制子系統(tǒng)，用于對照相機、攝像頭、GPS、電子羅盤、電子陀螺儀等設備進行參數(shù)設置、動作控制及狀態(tài)監(jiān)視；采集所得的影像等數(shù)據(jù)，可以保存在照相機及各個傳感器中，也可以保存在車輛內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲工作站中；工作站內(nèi)置數(shù)據(jù)處理和分析子系統(tǒng)，對影像數(shù)據(jù)、坐標數(shù)據(jù)、相機或攝像頭姿態(tài)數(shù)據(jù)進行處理，通過半自動或全自動方法提取出道路設施位置、圖像信息，并實現(xiàn)道路設施位置、圖像信息的存儲及管理。

本發(fā)明道路設施位置、圖像信息采集裝置采用的技術(shù)原理是：

以車輛為載體，采集信息的子裝置在車輛運動過程中，控制各個子系統(tǒng)采集車輛一側(cè)或多側(cè)道路設施照片，并記錄照片拍攝時相機的GPS位置、照片拍攝時相機的姿態(tài)信息。采集所得的數(shù)據(jù)，可以保存在照相機及各個傳感器中，也可以通過有線或無線方法傳輸?shù)杰囕v內(nèi)部的工作站的數(shù)據(jù)存儲器中。工作站內(nèi)置數(shù)據(jù)處理和分析子系統(tǒng)，對影像數(shù)據(jù)、坐標數(shù)據(jù)、相機或攝像頭姿態(tài)數(shù)據(jù)進行處理。運用經(jīng)典測量學中的前方交匯法，通過半自動或全自動方法提取出道路設施位置信息，并記錄該設施的圖像信息。

本發(fā)明道路設施位置、圖像信息采集裝置采用的照相機或攝像頭，具有連續(xù)高速拍攝高清晰度圖像的能力，所拍攝的圖像可以通過畸變校正處理，消除鏡頭畸變對坐標計算產(chǎn)生的影響。

本發(fā)明道路設施位置、圖像信息采集裝置采用的相機姿態(tài)信息傳感器裝置，用于記錄拍攝照片時相機的姿態(tài)信息，如俯仰角、橫滾角、方位角。這些姿態(tài)信息參數(shù)可以通過電子羅盤、電子陀螺儀等設備獲取。

本發(fā)明道路設施位置、圖像信息采集裝置具有安裝于車內(nèi)用于控制各個子系統(tǒng)設備工作狀態(tài)及進行數(shù)據(jù)存儲的工作站，工作站內(nèi)置數(shù)據(jù)處理和分析子系統(tǒng)，對影像數(shù)據(jù)、坐標數(shù)據(jù)、相機或攝像頭姿態(tài)數(shù)據(jù)進行處理，通過半自動或全自動方法提取出道路設施位置、圖像信息，并實現(xiàn)道路設施位置、圖像信息的存儲及管理。

本發(fā)明道路設施位置、圖像信息采集裝置采用的給各個設備供電的電源裝置，具備在車輛行駛中自動充電的功能，以保證長時間續(xù)航能力。