[發明專利]一種用于公路基礎設施三維數據采集的方法及系統

在審

• 申請號: 202310060891.9
• 申請日: 2023-01-17
• 公開（公告）號: CN115980700A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 王維鋒;李陽;趙媛媛;劉坤;孫滿;徐陽;邵琳騫;黃建鑫
• 申請（專利權）人: 河海大學;徐州市公路事業發展中心
• 主分類號: G01S7/48
• 分類號: G01S7/48;G01C11/04;G06T17/20;G06N3/0464;G06N3/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種用于公路基礎設施三維數據采集的方法及系統，涉及公路基礎設施數據采集技術領域，通過機載激光掃描模塊獲取公路基礎設施三維建模的激光點云數據；通過傾斜攝影測量模塊獲取公路基礎設施三維建模的傾斜影像；通過數據處理模塊對獲取的公路基礎設施三維建模的激光點云數據和傾斜影像進行存儲和處理，輸出公路基礎設施的高精度三維數字模型。本發明利用無人機機載激光雷達和無人機傾斜攝影技術采集公路基礎設施三維數據，通過將公路基礎設施傾斜攝影數據和激光點云數據融合配準得到完整的公路基礎設施三維模型，模型精度較高，可有效彌補其它采集技術的不足。

技術領域

本發明涉及公路基礎設施數據采集技術領域，尤其涉及一種用于公路基礎設施三維數據采集的方法及系統。

背景技術

隨著交通數字化的發展，公路行業正加速推動數字化相關技術研發與應用部署，其中，構建路面、邊坡、邊溝、安全設施、管理設施、服務設施等公路基礎設施三維數字化模型是推動智慧公路建設的前提，可為路網資產管理、運行監測、調度指揮、養護、執法等公路業務提供支撐。隨著人工智能、云計算、大數據等新一代信息技術的興起，作為智慧公路底座的基礎設施數據形態從二維向三維發展，目的在于實現公路業務精細化管理與服務，因此有必要形成針對公路基礎設施三維數據的采集方法及系統。

目前，用于公路基礎設施三維空間地理數據獲取的傳統方法，如全站儀、RTK人工測量方式需要耗費大量的人力和時間成本，另一方面，當前新型的數據采集方式也存在一些不足，如采用車載移動檢測技術無法較好地獲取路基邊坡、邊溝等路側基礎設施，采用高分遙感技術難以滿足數據采集精度與更新周期的要求，采用BIM軟件建模技術建立公路基礎設施模型的精度雖高，但是成本費用也高，不適用于大范圍公路基礎設施的三維數據建模。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種用于公路基礎設施三維數據采集的方法及系統，解決公路基礎設施三維數據采集的完整性不足、精度和效率較低的問題。

為達到上述目的，本發明是采用下述技術方案實現的：

第一方面，本發明提供了一種用于公路基礎設施三維數據采集的方法，所述方法包括：

獲取公路基礎設施三維建模的激光點云數據；

獲取公路基礎設施三維建模的傾斜影像；

對獲取的公路基礎設施三維建模的激光點云數據和傾斜影像進行存儲和處理，輸出公路基礎設施的高精度三維數字模型。

進一步的，所述對獲取的公路基礎設施三維建模的激光點云數據和傾斜影像進行存儲和處理，輸出公路基礎設施的高精度三維數字模型，包括：

對獲取的公路基礎設施三維建模的激光點云數據和傾斜影像進行預處理，得到激光點云模型和傾斜攝影模型；

輸入激光點云模型和傾斜攝影模型，計算激光點云模型和傾斜攝影模型的深度圖像，初始化卷積神經網絡參數；

輸入激光點云模型和傾斜攝影模型的深度圖像，對卷積神經網絡進行迭代訓練，輸出配準參數；

基于配準參數對激光點云模型和傾斜攝影模型進行融合，構建三角網，并自動映射紋理，生成并輸出目標區域的公路基礎設施的高精度三維數字模型。

進一步的，所述對獲取的公路基礎設施三維建模的激光點云數據和傾斜影像進行預處理，得到激光點云模型和傾斜攝影模型，包括：

對獲取的公路基礎設施三維建模的激光點云數據進行建模，得到激光點云模型；對傾斜影像進行建模，得到傾斜攝影模型。

進一步的，所述輸入激光點云模型和傾斜攝影模型，計算激光點云模型和傾斜攝影模型的深度圖像，初始化卷積神經網絡參數，包括：

輸入激光點云模型和傾斜攝影模型，通過融合配準算法計算出激光點云模型的深度圖像和傾斜攝影模型的深度圖像。