CN114460592B - 一种基于5g通信的轨道移动激光雷达测量系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统，包括：轨道车、同步器、扫描仪、信号收发器、5G通信模组、云端服务器和客户端；通过将三维激光扫描仪和轨道车组合在一起，并搭载可二次开发的电机和5G通讯模组，配合使用特制的扫描标靶，组成可远程操控、定点测量的轨道移动激光雷达测量系统，让轨道车沿隧道铁轨前进的同时就能对隧道进行定时定点的全景扫描，较大地提高外业测量效率，并真实反映隧道内部情景，以提高工作人员对隧道全局变化的把控力，借助移动平台，提高隧道监测的工作效率，通过远程遥控，实现隧道监测“少人则安”“无人则安”的目标。

Description

一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统及方法
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，更具体的说是涉及基于5G通信的轨道移动激光雷达测量机器人。
背景技术
随着城市轨道交通的快速发展，全国各地都有大量人群选择地铁出行，地铁轨道的安全问题也变得更加严峻。
传统的隧道测量方法效率较低，外业工作量大，且仅能测量到监测面部分点位的坐标，监测时间长，测量精度易受环境因素影响；地面三维激光扫描技术作为一种新型的测量方式，使用地面三维激光扫描技术对隧道进行扫描能在一定程度上提高工作效率，测量精度也较高，但是工作较繁琐机械，在下一个测量周期时需要重新安装装置，人工成本较高，且容易因粗心将零件落在隧道里，造成行车危险。
三维激光技术最先在国外被提出，经过多年的发展，在文物保护与修复、大型建筑物的建设与监测、隧道桥梁的监测、模具与模型设计等方面发挥着越来越重要的作用。
欧美地区出现了不少世界著名的三维激光技术相关的技术厂商，如Leica,Faro,Z+F,Mensi等，它们提供了“仪器一软件一SDK”的一系列产品，从数据的获取、数据的处理、结果的输出，到运用SDK进行二次开发的一整套服务，实现了技术的产业化。
但是，目前轨道移动激光扫描系统多传感器、高成本、笨重，如葡萄牙的REFER,tunnel maintenance project，德国的DB,HSL Nuremberg-Ingolstadt，以及瑞士的SBB,Adler tunnel，均使用了瑞士安伯格(Amberg)公司的GRP5000轨道测量系统来进行隧道的全息成像。
安伯格公司生产的GRP 5000隧道全息影像动态扫描系统，在手推式轨道测量小车上安装了安伯格Profiler 5002/5003/6012型三维激光扫描仪用于扫描隧道，使用GBC5000电池柱给扫描仪供电，搭载可变轨距适配器能够用于测量1000毫米、1067毫米和1435毫米三种不同的轨距，此外还安装有里程计用于小车定位和超高传感器用来测量轨道超高，还需要搭配Leica GPS或Leica TPS系统对手推式轨道测量小车进行定位，使用时需要将隧道中线数据、净空模型、控制点坐标等输入到系统中；徕卡公司生产的SiTrack:One移动轨道扫描系统搭载有两个非接触式激光里程计(DMI)、一个高精度惯性导航单元(IMU)和徕卡P40型高精度三维激光扫描仪。
因此，如何提供一种低成本轻型的轨道移动激光雷达测量系统及方法，实现可远程遥控、定点扫描、即停即扫的功能是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统及方法，在轨道车沿隧道铁轨前进的同时就能对隧道进行定时定点的全景扫描，实现了可远程操控和定点测量，较大地提高外业测量效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统，包括：轨道车、同步器、扫描仪、信号收发器、5G通信模组、云端服务器和客户端；
所述同步器、所述扫描仪和所述信号收发器均设于所述轨道车上；所述轨道车和所述扫描仪分别与所述同步器通信连接，所述同步器与所述信号收发器无线连接，所述信号收发器与所述5G通信模组无线连接，所述云端服务器分别与所述5G通信模组和所述客户端无线连接；
所述轨道车，用于接收控制信号并基于预设参数运行，还用于发送停车信号和当前位置信息；
所述扫描仪，用于接收所述停车信号并进行全景三维激光扫描获取点云数据，还用于发送所述点云数据；
所述同步器，用于协同所述轨道车和所述扫描仪之间的信息传递，还用于接收所述当前位置信息和所述点云数据并传输给所述信号收发器；
所述信号收发器，用于接收所述当前位置信息和所述点云数据并发送，还用于将所述控制信号传输给所述同步器；
所述5G通信模组，用于传输所述控制信号、所述当前位置信息和所述点云数据；
所述云端服务器，用于接收所述当前位置信息和所述点云数据；
所述客户端，用于发送控制信号和处理点云数据。
优选的，所述轨道车包括：操控平台、电机控制板、扫描标靶和显示器，所述操控平台与所述电机控制板相连，所述电机控制板分别与所述信号发收器和所述同步器相连，所述扫描仪固定于所述扫描标靶上，所述显示器与所述电机控制板相连；
所述操控平台，用于设置所述预设参数，所述预设参数包括：单次运行距离、运行速度和停留时间；
所述电机控制板，用于接收所述控制信号并基于所述预设参数驱动轨道车运行，并将所述当前位置信息、所述停车信号和所述停留时间发送给所述同步器；
所述显示器，用于显示轨道车的单次运行距离、运行速度和停留时间。
优选的，所述同步器包括同步芯片、CAN控制器、CAN总线驱动器、CAN绞线和无线通讯模块；
所述同步芯片，用于接收所述电机控制板的所述停车信号和所述停留时间并将时间信号换算成UNIX时间戳；
CAN控制器，用于将所述UNIX时间戳生成TLLCAN信号并传递给CAN总线驱动器；
所述CAN总线驱动器，用于将所述TLLCAN信号增强放大并发送给CAN双绞线；
所述CAN双绞线，用于将增强放大后TLLCAN信号传输给扫描仪；
所述无线通讯模块，用于接收所述当前位置信息和所述点云数据并传输给所述信号收发器。
优选的，所述的一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统，所述电机控制板包括属性设置单元、连接请求单元和数据收发单元；
所述属性设置单元，用于设置Remote hose属性，确定所述客户端的主机名，并指定所述客户端的侦听端口；
所述连接请求单元，用于选择Connect方法，向客户端提出连接请求并发送request ID；
所述数据收发单元，用于接收所述控制信号并基于所述预设参数驱动轨道车运行，并将所述当前位置信息、所述停车信号和所述停留时间发送给所述同步器。
优选的，所述客户端包括指令控制模块，所述指令控制模块包括终端属性设置单元、侦听单元、请求反馈单元和终端数据收发单元；
所述终端属性设置单元，用于设置Local Port属性；
所述侦听单元，用于根据所述Local Port属性利用Listen方法侦听所述连接请求；
所述请求反馈单元，用于当所述侦听单元侦听到所述连接请求后，通过Accept方法接受所述request ID并与所述电机控制板建立连接；
所述终端数据收发单元，用于当所述客户端与所述电机控制板建立连接后，发送所述控制信号。
优选的，所述云端服务器包括域名列表管理模块、内网映射模块、自诊断模块和存储模块；
所述域名管理模块，用于对域名做开启、关闭和诊断；
所述内网映射模块，用于对所述域名添加映射并生成外网访问IP地址；
所述自诊断模块，用于对所述外网访问IP地址进行测试；
所述存储模块，用于连接所述5G通信模组和所述外网访问IP地址并存储所述当前位置信息和所述点云数据。
优选的，所述客户端还包括数据采集模块和数据处理模块；所述数据采集模块，用于将客户端IP与所述外网访问IP地址相连并获取所述云端服务器的点云数据；所述数据处理模块包括数据预处理单元、初值参数解算单元和整体平差单元；
所述数据预处理单元，用于提取所述点云数据的可用特征，确定配准基站；
所述初值参数解算单元，用于从所述配准基站开始向外搜索相邻同名特征点，通过罗德里格矩阵将各站点云配准到配准基站上，并将配准基站逐步向外拓展，计算各个站点的旋转矩阵以及同名点坐标作为整体平差的初值参数；
所述整体平差单元，用于将所述初值参数作为观测值列误差方程，进行整体平差，通过光束法平差模型解算空间变换参数及未知点平差值，对各个约束的误差进行检验，当误差小于规定阈值时，输出所述配准点云，当误差大于阈值时，通过权函数重新计算各约束的权值，在迭代过程中不断修正观测值的权值，直至满足精度要求，停止迭代并输出所述配准点云。
一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量方法，包括所述的一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统，包括以下步骤：
S1.建立轨道车与客户端的远程控制联系，客户端发送控制信号；
S2.5G通信模组传输所述控制信号至信号收发器，所述信号收发器将所述控制信号传输给所述轨道车；
S3.设置所述轨道车的单次运行距离、运行速度和停留时间，所述轨道车接收所述控制信号并基于所述单次运行距离、所述运行速度和所述停留时间驱动所述轨道车运行，并将所述当前位置信息、所述停车信号和所述停留时间发送给同步器；
S4.所述同步器接收所述停车信号和所述停留时间并传输至扫描仪。
S5.所述扫描仪接收所述停车信号和所述停留时间并根据所述停留时间进行全景三维激光扫描获取点云数据并发送所述点云数据至所述同步器；
S6.所述同步器接收所述当前位置信息和所述点云数据并发送至所述信号收发器；所述信号收发器接收所述当前位置信息和所述点云数据并发送；
S7.5G通信模组接收所述当前位置信息和所述点云数据并发送至云端服务器；
S8.所述云端服务器接收所述当前位置信息和所述点云数据并存储；
S9.所述客户端获取所述点云数据并进行处理后输出配准点云。
优选的，S1中所述的建立轨道车与客户端的远程控制联系的具体内容包括：
S11.设置所述客户端的Local Port属性，根据所述Local Port属性利用Listen方法侦听所述轨道车的连接请求；
S12.设置所述轨道车的Remote hose属性，确定所述客户端的主机名，并指定所述客户端的侦听端口；
S13.所述轨道车选择Connect方法向所述客户端提出连接请求并发送requestID；
S14.当所述客户端侦听到所述连接请求后，通过Accept方法接受所述request ID并与所述轨道车建立连接，；
S15.当所述客户端与所述电机控制板建立连接后，所述客户端发送所述控制信号。
优选的，S9中的对点云数据进行处理的具体内容包括：
S91.数据预处理，提取所述点云数据的可用特征，确定配准基站；
S92.初值参数解算，从所述配准基站开始向外搜索相邻同名特征点，通过罗德里格矩阵将各站点云配准到配准基站上，并将配准基站逐步向外拓展，计算各个站点的旋转矩阵以及同名点坐标作为整体平差的初值参数；
S93.整体平差，将所述初值参数作为观测值列误差方程，进行整体平差，通过光束法平差模型解算空间变换参数及未知点平差值，对各个约束的误差进行检验，当误差小于规定阈值时，输出所述配准点云，当误差大于阈值时，通过权函数重新计算各约束的权值，在迭代过程中不断修正观测值的权值，直至满足精度要求，停止迭代并输出所述配准点云。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了基于5G通信的轨道移动激光雷达测量机器人、系统和方法，将三维激光扫描仪和轨道小车组合在一起，并搭载可二次开发的电机和5G通讯模组，配合使用特制的扫描标靶，组成可远程操控、定点测量的轨道移动激光雷达测量系统，让轨道车沿隧道铁轨前进的同时就能对隧道进行定时定点的全景扫描，较大地提高外业测量效率，并真实反映隧道内部情景，以提高工作人员对隧道全局变化的把控力，借助移动平台，提高隧道监测的工作效率，通过远程遥控，实现隧道监测“少人则安”“无人则安”的目标。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的轨道移动激光雷达测量系统示意图；
图2附图为本发明提供的轨道移动激光雷达测量方法示意图；
图3附图为本发明提供的点云数据配准算法原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统，如图1，包括：轨道车、同步器、扫描仪、信号收发器、5G通信模组、云端服务器和客户端；
同步器、扫描仪和信号收发器均设于轨道车上；轨道车和扫描仪分别与同步器通信连接，同步器与信号收发器无线连接，信号收发器与5G通信模组无线连接，云端服务器分别与5G通信模组和客户端无线连接；
轨道车，用于接收控制信号并基于预设参数运行，还用于发送停车信号和当前位置信息；
扫描仪，用于接收停车信号并进行全景三维激光扫描获取点云数据，还用于发送点云数据；
同步器，用于协同轨道车和扫描仪之间的信息传递，还用接收当前位置信息和点云数据并传输给信号收发器；
信号收发器，用于接收当前位置信息和点云数据并发送，还用于将控制信号传输给同步器；
5G通信模组，用于传输控制信号、当前位置信息和点云数据；
云端服务器，用于接收当前位置信息和点云数据；
客户端，用于发送控制信号和处理点云数据。
在本实施例中，5G通信模组支持5G SA/NSA组网，向下兼容4G/3G/2G网络制式，组网稳定可靠便捷，满足10/100/1000Mbps以太网端口*1，USB3.0*1，TTL UART1.8V串口*1多接口需求，使用以太网接口上网，无需外部做任何配置，上电自动开机，等待入网成功后即可共享上网，传输速率不低于100Mbps,延时不大于100ms,满足激光雷达测量点云数据的多帧实时传输。
本实施例所使用的5G通信模组可助力客户实现机器联网、状态监控、远程设备维护、高清视频回传等应用需求，适用于智慧工厂、机器人、视频监控、智慧电力等多个领域。
为了进一步实施上述技术方案，轨道车包括：操控平台、电机控制板、扫描标靶和显示器，操控平台与电机控制板相连，电机控制板分别与信号发收器和同步器相连，扫描仪固定于扫描标靶上，显示器与电机控制板相连；
操控平台，用于设置预设参数，预设参数包括：单次运行距离、运行速度和停留时间；
电机控制板，用于接收控制信号并基于预设参数驱动轨道车运行，并将当前位置信息、停车信号和停留时间发送给同步器；
显示器，用于显示轨道车的单次运行距离、运行速度和停留时间。
在本实施例中，轨道车根据行进距离可自动反馈得到当前位置，“当前位置”也可在轨道车启动前“位置归零”；轨道车也可设置“最大行程”，并且不超过2000km。
在自动测量工作下，需要轨道车自动行进，在该行进模式下需要设置以下内容：(1)单次距离：小车每次行进的距离；(2)运行速度：小车匀速行驶的速度，行进速度范围为0-2.5km/h,定位精度为±3mm；(3)停留时间：小车在单测站测量中的停留时间。
为了进一步实施上述技术方案，同步器包括同步芯片、CAN控制器、CAN总线驱动器、CAN绞线和无线通讯模块；
同步芯片，用于接收电机控制板的停车信号和停留时间并将时间信号换算成UNIX时间戳；
CAN控制器，用于将UNIX时间戳生成TLLCAN信号并传递给CAN总线驱动器；
CAN总线驱动器，用于将TLLCAN信号增强放大并发送给CAN双绞线；
CAN双绞线，用于将增强放大后TLLCAN信号传输给扫描仪；
无线通讯模块，用于接收当前位置信息和点云数据并传输给信号收发器。
为了进一步实施上述技术方案，一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统，电机控制板包括属性设置单元、连接请求单元和数据收发单元；
属性设置单元，用于设置Remote hose属性，确定客户端的主机名，并指定客户端的侦听端口；
连接请求单元，用于选择Connect方法，向客户端提出连接请求并发送requestID；
数据收发单元，用于接收客户端的控制信号并基于预设参数驱动轨道车运行，并将当前位置信息、停车信号和停留时间发送给同步器。
为了进一步实施上述技术方案，一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统，客户端包括指令控制模块，指令控制模块包括终端属性设置单元、侦听单元、请求反馈单元和终端数据收发单元；
终端属性设置单元，用于设置Local Port属性；
侦听单元，用于根据Local Port属性利用Listen方法侦听连接请求；
请求反馈单元，用于当侦听单元侦听到连接请求后，通过Accept方法接受requestID并与电机控制板建立连接；
终端数据收发单元，用于当客户端与电机控制板建立连接后，发送控制信号。
为了进一步实施上述技术方案，云端服务器包括域名列表管理模块、内网映射模块、自诊断模块和存储模块；
域名管理模块，用于对域名做开启、关闭和诊断；
内网映射模块，用于对域名添加映射并生成外网访问IP地址；
自诊断模块，用于对外网访问IP地址进行测试；
存储模块，用于连接5G通信模组和外网访问IP地址并存储当前位置信息和点云数据。
为了进一步实施上述技术方案，客户端还包括数据采集模块和数据处理模块；数据采集模块，用于将客户端IP与外网访问IP地址相连并获取云端服务器的点云数据；数据处理模块包括数据预处理单元、初值参数解算单元和整体平差单元；
数据预处理单元，用于提取点云数据的可用特征，确定配准基站；
初值参数解算单元，用于从配准基站开始向外搜索相邻同名特征点，通过罗德里格矩阵将各站点云配准到配准基站上，并将配准基站逐步向外拓展，计算各个站点的旋转矩阵以及同名点坐标作为整体平差的初值参数；
整体平差单元，用于将初值参数作为观测值列误差方程，进行整体平差，通过光束法平差模型解算空间变换参数及未知点平差值，对各个约束的误差进行检验，当误差小于规定阈值时，输出配准点云，当误差大于阈值时，通过权函数重新计算各约束的权值，在迭代过程中不断修正观测值的权值，直至满足精度要求，停止迭代并输出配准点云。
一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量方法，如图2所示，基于一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统，包括以下步骤：
S1.建立轨道车与客户端的远程控制联系，客户端发送控制信号；
S2.5G通信模组传输控制信号至信号收发器，信号收发器将控制信号传输给轨道车；
S3.设置轨道车的单次运行距离、运行速度和停留时间，轨道车接收控制信号并基于单次运行距离、运行速度和停留时间驱动轨道车运行，并将当前位置信息、停车信号和停留时间发送给同步器；
S4.同步器接收停车信号和停留时间并传输至扫描仪。
S5.扫描仪接收停车信号和停留时间并根据所述停留时间进行全景三维激光扫描获取点云数据并发送点云数据至同步器；
S6.同步器接收当前位置信息和点云数据并发送至信号收发器；信号收发器接收当前位置信息和点云数据并发送；
S7.5G通信模组接收当前位置信息和点云数据并发送至云端服务器；
S8.云端服务器接收当前位置信息和点云数据并存储；
S9.客户端获取点云数据并进行处理后输出配准点云。
为了进一步实施上述技术方案，S1中建立轨道车与客户端的远程控制联系的具体内容包括：
S11.设置客户端的Local Port属性，根据Local Port属性利用Listen方法侦听轨道车的连接请求；
S12.设置轨道车的Remote hose属性，确定客户端的主机名，并指定客户端的侦听端口；
S13.轨道车选择Connect方法向客户端提出连接请求并发送request ID；
S14.当客户端侦听到连接请求后，通过Accept方法接受request ID并与轨道车建立连接，；
S15.当客户端与电机控制板建立连接后，客户端发送控制信号。
在本实施例中，S4的具体内容包括：同步器的同步芯片接收停车信号和停留时间并将时间信号换算成UNIX时间戳，同步器的CAN控制器将UNIX时间戳生成TLLCAN信号并传递给同步器的CAN总线驱动器，CAN总线驱动器将TLLCAN信号增强放大并发送给同步器的CAN双绞线，CAN双绞线将增强放大后TLLCAN信号传输给扫描仪；
无线通讯模块，用于接收点云数据并传输给信号收发器。
在本实施例中，S8的具体内容包括：
域名管理，对域名做开启、关闭和诊断；
内网映射，对所述域名添加映射并生成外网访问IP地址；
自诊断，对所述外网访问IP地址进行测试；
将客户端电脑IP与云端数据库的IP地址相连，根据云端服务器生成的虚拟端口，以绑定IP地址与虚拟端口；
然后创建一个监听的进程，实现对后台的实时监听；
待监听开始时，后台可在接受信息的进程中，获取接受数据的长度，存入内存缓冲区，若字节数组的长度满足要求，可将数据存储在指定路径的文件下。
实际应用中，云端服务器选择花生壳云端服务器，花生壳云端服务器为动态域名解析软件，在安装并注册花生壳动态域名解析软件后，无论在任何地点、任何时间、使用任何线路，均可利用这一服务建立拥有固定域名和最大自主权的互联网主机。
花生壳动态域名解析软件支持的线路包括普通电话线、ISDN、ADSL、有线电视网络、双绞线到户的宽带网和其它任何能够提供互联网真实IP的接入服务线路，而无论连接获得的IP属于动态还是静态。
为了进一步实施上述技术方案，如图3，S9中的对点云数据进行处理的具体内容包括：
S91.数据预处理，提取点云数据的可用特征，确定配准基站；
S92.初值参数解算，从配准基站开始向外搜索相邻同名特征点，通过罗德里格矩阵将各站点云配准到配准基站上，并将配准基站逐步向外拓展，计算各个站点的旋转矩阵以及同名点坐标作为整体平差的初值参数；
S93.整体平差，将初值参数作为观测值列误差方程，进行整体平差，通过光束法平差模型解算空间变换参数及未知点平差值，对各个约束的误差进行检验，当误差小于规定阈值时，输出配准点云，当误差大于阈值时，通过权函数重新计算各约束的权值，在迭代过程中不断修正观测值的权值，直至满足精度要求，停止迭代并输出配准点云。
在本实施例中，以长1300米，含一个半径650米转弯的厦门地铁隧道的测量为例，具体过程为：
1.对数据进行预处理：三维激光扫描仪进行数据采集时，受现场环境和系统因素的影响，会产生噪声点云，配准前需要去噪降低数据冗余；采集时布设标靶球作为特征标记，在两个不同测站上，应至少有三个不在一条直线上公共标靶，四个不位于同一平面上的公共标靶，找出每站中的标靶点云，拟合出标靶球，记录球心坐标和标号，为配准做准备；
2.配准过程：首先通过程序读取站点球心坐标，然后进行逐站配准，输出配准误差和空间变换参数，最后进行整体平差；
3.经过整体平差，各测站误差控制在7mm以下，验证了该算法的可行性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统，其特征在于，包括：轨道车、同步器、扫描仪、信号收发器、5G通信模组、云端服务器和客户端；
所述同步器、所述扫描仪和所述信号收发器均设于所述轨道车上；所述轨道车和所述扫描仪分别与所述同步器通信连接，所述同步器与所述信号收发器无线连接，所述信号收发器与所述5G通信模组无线连接，所述云端服务器分别与所述5G通信模组和所述客户端无线连接；
所述轨道车，用于接收控制信号并基于预设参数运行，还用于发送停车信号和当前位置信息；
所述扫描仪，用于接收所述停车信号并进行全景三维激光扫描获取点云数据，还用于发送所述点云数据；
所述同步器，用于协同所述轨道车和所述扫描仪之间的信息传递，还用于接收所述点云数据并传输给所述信号收发器；
所述信号收发器，用于接收所述当前位置信息和所述点云数据并发送，还用于将所述控制信号传输给所述同步器；
所述5G通信模组，用于传输所述控制信号、所述当前位置信息和所述点云数据；
所述云端服务器，用于接收所述当前位置信息和所述点云数据；
所述客户端，用于发送控制信号和处理点云数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统，其特征在于，所述轨道车包括：操控平台、电机控制板、扫描标靶和显示器，所述操控平台与所述电机控制板相连，所述电机控制板分别与所述信号发收器和所述同步器相连，所述扫描仪固定于所述扫描标靶上，所述显示器与所述电机控制板相连；
所述操控平台，用于设置所述预设参数，所述预设参数包括：单次运行距离、运行速度和停留时间；
所述电机控制板，用于接收所述控制信号并基于所述预设参数驱动轨道车运行，并将所述当前位置信息、所述停车信号和所述停留时间发送给所述同步器；
所述显示器，用于显示轨道车的单次运行距离、运行速度和停留时间。
3.根据权利要求2所述的一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统，其特征在于，所述同步器包括同步芯片、CAN控制器、CAN总线驱动器、CAN绞线和无线通讯模块；
所述同步芯片，用于接收所述电机控制板的所述停车信号和所述停留时间并将时间信号换算成UNIX时间戳；
CAN控制器，用于将所述UNIX时间戳生成TLLCAN信号并传递给CAN总线驱动器；
所述CAN总线驱动器，用于将所述TLLCAN信号增强放大并发送给CAN双绞线；
所述CAN双绞线，用于将增强放大后TLLCAN信号传输给扫描仪；
所述无线通讯模块，用于接收所述当前位置信息和所述点云数据并传输给所述信号收发器。
4.根据权利要求2所述的一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统，其特征在于，所述电机控制板包括属性设置单元、连接请求单元和数据收发单元；
所述属性设置单元，用于设置Remote hose属性，确定所述客户端的主机名，并指定所述客户端的侦听端口；
所述连接请求单元，用于选择Connect方法，向客户端提出连接请求并发送requestID；
所述数据收发单元，用于接收所述控制信号并基于所述预设参数驱动轨道车运行，并将所述当前位置信息、所述停车信号和所述停留时间发送给所述同步器。
5.根据权利要求4所述的一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统，其特征在于，所述客户端包括指令控制模块，所述指令控制模块包括终端属性设置单元、侦听单元、请求反馈单元和终端数据收发单元；
所述终端属性设置单元，用于设置Local Port属性；
所述侦听单元，用于根据所述Local Port属性利用Listen方法侦听所述连接请求；
所述请求反馈单元，用于当所述侦听单元侦听到所述连接请求后，通过Accept方法接受所述request ID并与所述电机控制板建立连接；
所述终端数据收发单元，用于当所述客户端与所述电机控制板建立连接后，发送所述控制信号。
6.根据权利要求1所述的一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统，其特征在于，所述云端服务器包括域名列表管理模块、内网映射模块、自诊断模块和存储模块；
所述域名管理模块，用于对域名做开启、关闭和诊断；
所述内网映射模块，用于对所述域名添加映射并生成外网访问IP地址；
所述自诊断模块，用于对所述外网访问IP地址进行测试；
所述存储模块，用于连接所述5G通信模组和所述外网访问IP地址并存储所述当前位置信息和所述点云数据。
7.根据权利要求6所述的一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统，其特征在于，所述客户端还包括数据采集模块和数据处理模块；
所述数据采集模块，用于将客户端IP与所述外网访问IP地址相连并获取所述云端服务器的点云数据；
所述数据处理模块包括数据预处理单元、初值参数解算单元和整体平差单元；
所述数据预处理单元，用于提取所述点云数据的可用特征，确定配准基站；
所述初值参数解算单元，用于从所述配准基站开始向外搜索相邻同名特征点，通过罗德里格矩阵将各站点云配准到配准基站上，并将配准基站逐步向外拓展，计算各个站点的旋转矩阵以及同名点坐标作为整体平差的初值参数；
所述整体平差单元，用于将所述初值参数作为观测值列误差方程，进行整体平差，通过光束法平差模型解算空间变换参数及未知点平差值，对各个约束的误差进行检验，当误差小于规定阈值时，输出所述配准点云，当误差大于阈值时，通过权函数重新计算各约束的权值，在迭代过程中不断修正观测值的权值，直至满足精度要求，停止迭代并输出所述配准点云。
8.一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量方法，基于权利要求1-7任意一项所述的一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1.建立轨道车与客户端的远程控制联系，客户端发送控制信号；
S2.5G通信模组传输所述控制信号至信号收发器，所述信号收发器将所述控制信号传输给所述轨道车；
S3.设置所述轨道车的单次运行距离、运行速度和停留时间，所述轨道车接收所述控制信号并基于所述单次运行距离、所述运行速度和所述停留时间驱动轨道车运行，并将所述当前位置信息、所述停车信号和所述停留时间发送给同步器；
S4.所述同步器接收所述停车信号和所述停留时间并传输至扫描仪；
S5.所述扫描仪接收所述停车信号和所述停留时间并根据所述停留时间进行全景三维激光扫描获取点云数据并发送所述点云数据至所述同步器；
S6.所述同步器接收所述当前位置信息和所述点云数据并发送至所述信号收发器；所述信号收发器接收所述当前位置信息和所述点云数据并发送；
S7.5G通信模组接收所述当前位置信息和所述点云数据并发送至云端服务器；
S8.所述云端服务器接收所述当前位置信息和所述点云数据并存储；
S9.所述客户端获取所述点云数据并进行处理后输出配准点云。
9.根据权利要求8所述的一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量方法，其特征在于，S1中所述的建立轨道车与客户端的远程控制联系的具体内容包括：
S11.设置所述客户端的Local Port属性，根据所述Local Port属性利用Listen方法侦听所述轨道车的连接请求；
S12.设置所述轨道车的Remote hose属性，确定所述客户端的主机名，并指定所述客户端的侦听端口；
S13.所述轨道车选择Connect方法向所述客户端提出连接请求并发送request ID；
S14.当所述客户端侦听到所述连接请求后，通过Accept方法接受所述request ID并与所述轨道车建立连接；
S15.当所述客户端与所述电机控制板建立连接后，所述客户端发送所述控制信号。
10.根据权利要求8所述的一种基于5G通信的轨道移动激光雷达测量方法，其特征在于，S9中的对点云数据进行处理的具体内容包括：
S91.数据预处理，提取所述点云数据的可用特征，确定配准基站；
S92.初值参数解算，从所述配准基站开始向外搜索相邻同名特征点，通过罗德里格矩阵将各站点云配准到配准基站上，并将配准基站逐步向外拓展，计算各个站点的旋转矩阵以及同名点坐标作为整体平差的初值参数；
S93.整体平差，将所述初值参数作为观测值列误差方程，进行整体平差，通过光束法平差模型解算空间变换参数及未知点平差值，对各个约束的误差进行检验，当误差小于规定阈值时，输出所述配准点云，当误差大于阈值时，通过权函数重新计算各约束的权值，在迭代过程中不断修正观测值的权值，直至满足精度要求，停止迭代并输出所述配准点云。
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