CN114966793B - 三维测量系统、方法及gnss系统 - Google Patents
三维测量系统、方法及gnss系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114966793B CN114966793B CN202210575480.9A CN202210575480A CN114966793B CN 114966793 B CN114966793 B CN 114966793B CN 202210575480 A CN202210575480 A CN 202210575480A CN 114966793 B CN114966793 B CN 114966793B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- point cloud
- coordinates
- dimensional
- data
- processing unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 70
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 9
- LIWAQLJGPBVORC-UHFFFAOYSA-N ethylmethylamine Chemical compound CCNC LIWAQLJGPBVORC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 8
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013079 data visualisation Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
- G01S19/48—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system
- G01S19/485—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system whereby the further system is an optical system or imaging system
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/86—Combinations of lidar systems with systems other than lidar, radar or sonar, e.g. with direction finders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种三维测量系统、方法及GNSS系统，所述三维测量系统包括激光雷达、GNSS系统、一惯性测量单元以及处理单元，激光雷达与GNSS系统的相对位置固定，GNSS系统用于获取GNSS天线的定位坐标；激光雷达用于扫描待测目标获取待测目标的点云数据，点云数据中每个影像点包括点云坐标；惯性测量单元获取GNSS系统以及激光雷达的姿态数据；处理单元根据GNSS天线的定位坐标、激光雷达与GNSS系统的相对位置、姿态数据以及点云数据获取点云数据每个影像点的定位坐标。本申请能够快速便捷获取待测目标的高精度、高密度三维激光点云与照片，激光点云中体现精准定位，实现建筑物三维量测与建模工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种三维测量系统、方法及GNSS系统。
背景技术
RTK(Real-time kinematic，实时动态)载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。这是一种新的常用的卫星定位测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新的测量原理和方法，极大地提高了作业效率。
因受GNSS(全球导航卫星系统)测量技术原理及仪器构造限制，当前GNSS接收机仅能直接获得接收机天线相位中心处坐标，而工程实际需要测量杆杆尖处坐标值，因此需要通过对中、准确量取杆高的形式将测量坐标转换为待测点坐标。
传统的三维建模技术主要采用地形图、传统航空摄影测量、卫星遥感影像、工程测量与地面激光扫描等传统技术手段，但上述技术都存在其局限性与缺点：
地形图建模：需要城区大比例尺数字线划图，通过目估或人工测量获取建筑物高后进行建模。该方法存在信息缺乏、建筑模型高程精度差、屋顶精度差等问题；
传统摄影测量：需要在构建的立体像对中测量，获取模型精度差且效率低；
卫星遥感影像：对地影像分辨率低，提取的模型精度非常差；
工程测量：工作量大、效率低、数字化程度低。
地面激光扫描：工作量大、效率低、单次作业范围很有限不适合大范围三维数据获取；
现有的GNSS系统无法大范围、快速测量待测目标上各点的定位坐标。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中GNSS系统无法大范围、快速测量待测目标上各点的定位坐标的缺陷，提供一种能够快速便捷获取待测目标的高精度、高密度三维激光点云与照片，激光点云中体现精准定位，实现建筑物三维量测与建模工作的三维测量系统、方法及GNSS系统。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种三维测量系统，所述三维测量系统包括一激光雷达、一GNSS系统以及一处理单元，所述激光雷达与所述GNSS系统的相对位置固定，所述GNSS系统包括一惯性测量单元，
所述GNSS系统用于获取GNSS天线的定位坐标；
所述激光雷达用于扫描一待测目标获取待测目标的点云数据，所述点云数据中每个影像点包括一点云坐标；
所述惯性测量单元用于获取GNSS系统以及激光雷达的姿态数据，并将所述姿态数据与定位坐标、点云数据同步；
所述处理单元用于根据所述GNSS天线的定位坐标、所述激光雷达与所述GNSS系统的相对位置、所述姿态数据以及点云数据获取点云数据每个影像点的定位坐标。
较佳地，所述GNSS系统用于获取实时动态GNSS数据，所述GNSS数据包括定位坐标以及速度信息，所述定位坐标为GNSS天线相位中心的定位坐标，所述三维测量系统以所述定位坐标为绝对坐标。
较佳地，所述惯性测量单元用于惯性测量单元中心的加速度计检测到三轴的加速度信息与陀螺仪检测到的角速度信息，并根据加速度信息及角速度信息转换获取欧拉角作为所述姿态数据；
所述处理单元用于将姿态数据与定位坐标通过PPS信号进行时间同步，并利用POS轨迹处理生成定位坐标与姿态数据的轨迹数据，所述轨迹数据用于生成定位坐标轨迹图以及定位坐标质量数据。
较佳地，所述点云坐标以激光头为坐标原点，
所述激光雷达用于与GNSS系统通过PPS信号或NMEA中的RMC获取准确的GPS时以进行时间同步，并获取所述点云数据；
所述处理单元用于将点云数据与轨迹数据通过迭代最近点算法进行匹配融合以获取点云数据每个影像点的定位坐标。
较佳地，所述三维测量系统还包括一摄像机，所述摄像机与所述GNSS系统的相对位置固定，
所述摄像机用于拍摄所述待测目标以获取二维影像；
所述处理单元用于将所述二维影像与点云数据同步；
所述处理单元还用于利用二维影像中的像素信息对点云数据中影像点进行颜色赋值。
较佳地，所述摄像机的拍摄方向与所述激光雷达的扫描方向平行，
所述处理单元用于根据摄像机与激光雷达的距离、同步后的二维影像以及点云数据获取点云数据中影像点的颜色。
较佳地，所述三维测量系统还包括一采集模块，
所述采集模块用于采集用户的选择指令，所述选择指令中包括点云数据中一目标影像点；
所述处理单元用于根据目标影像点的点云坐标查找激光雷达获取目标影像点的最近位置；
所述处理单元用于判断激光雷达在所述最近位置获取的目标影像点的反射率是否大于阈值，若否则以所述最近位置为起点查找目标影像点的反射率大于所述阈值的扫描位置作为所述最近位置；
所述处理单元用于获取所述最近位置处的拍摄时刻，根据拍摄时刻查找摄像机在拍摄时刻前后的若干帧二维影像；
所述处理单元用于识别目标影像点在所述若干帧二维影像中的二维影像点位置，并利用干帧二维影像中的二维影像点位置获取摄像机到二维影像点位置对应的实际位置的位置关系；
所述处理单元还用于根据所述位置关系、拍摄时刻的GNSS系统获取的定位坐标以及姿态信息获取所述实际位置的影像测量坐标；
所述处理单元还用于判断根据所述影像测量坐标与所述目标影像点的定位坐标是否一致，若是则输出目标影像点的定位坐标。
较佳地，所述处理单元还用于判断根据所述影像测量坐标与所述目标影像点的定位坐标是否一致，若否则获取若干目标拍摄点的定位坐标，所述若干目标拍摄点为所述若干帧二维影像的摄像头位置；
所述处理单元用于计算若干目标拍摄点的定位坐标中相邻两个目标拍摄点之间的距离，并判断拍摄点之间的距离中是否存在大于预设长度的数值，若否则标记目标影像点的定位坐标为异常坐标。
本发明还提供一种三维测量方法，所述三维测量方法利用如上所述的三维测量系统获取定位坐标。
本发明还提供一种GNSS系统，所述GNSS系统用于如上所述的三维测量系统。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
快速的数据采集与数字化建模效率：相对传统摄影测量，不需要地面像控点，数据处理自动化程度高；相对工程测量与地面激光扫描，更加快速便捷获取城市建筑与道路等地物的高精度、高密度三维激光点云与高分辨率的照片，通过自动的点云滤波分类后，自动快速地实现各地类的精准定位、三维量测、识别、提取与建模工作；与传统摄影测量与遥感技术相比，激光雷达与摄像机可同步获取地物的三维激光点云与高分辨率照片，再与高精度的GNSS系统、INS系统(惯性导航系统)获取的位置与姿态数据匹配融合，位置精度可以达到3cm；与传统作业方式相比，成本低自动化程度高，驾车即可完成对测区的各类地物的外业扫描测量，内业数据处理自动化程度高，工作效率可达传统测量方式的10倍以上。
附图说明
图1为本发明实施例1的三维测量系统的结构示意图。
图2为本发明实施例1的三维测量方法的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
参见图1，本实施例提供一种三维测量系统，所述三维测量系统包括一激光雷达12、一GNSS系统11以及一处理单元14。
所述激光雷达与所述GNSS系统的相对位置固定，所述GNSS系统11包括一惯性测量单元13。
在本实施例中，所述GNSS系统包括惯性测量单元，即惯性测量单元是GNSS系统的一部分，在其他实施方式中，惯性测量单元独立出GNSS系统，不包含惯性测量单元的GNSS系统可以外设IMU模块实现本实施例的姿态获取功能。
GNSS系统通过支架支撑。
所述GNSS系统用于获取GNSS天线的定位坐标；
所述激光雷达用于扫描一待测目标获取待测目标的点云数据，所述点云数据中每个影像点包括一点云坐标，所述点云坐标在以激光器为原点的相对坐标系中。
所述惯性测量单元用于获取GNSS系统以及激光雷达的姿态数据，并将所述姿态数据与定位坐标、点云数据同步；
所述惯性测量单元获取GNSS系统的姿态数据，根据激光雷达与所述GNSS系统的相对位置可以计算获得激光雷达的姿态数据。
所述处理单元用于根据所述GNSS天线的定位坐标、所述激光雷达与所述GNSS系统的相对位置、所述姿态数据以及点云数据获取点云数据每个影像点的定位坐标。
进一步地，所述GNSS系统用于获取实时动态GNSS数据，所述GNSS数据包括定位坐标以及速度信息，所述定位坐标为GNSS天线相位中心的定位坐标，所述三维测量系统以所述定位坐标为绝对坐标。
GNSS系统实时获取GNSS天线相位中心的坐标信息，根据不同的坐标系及投影的选择，为整个系统提供不同坐标框架下的绝对坐标。
进一步地，所述惯性测量单元用于惯性测量单元中心的加速度计检测到三轴的加速度信息与陀螺仪检测到的角速度信息，并根据加速度信息及角速度信息转换获取欧拉角作为所述姿态数据；
所述处理单元用于将姿态数据与定位坐标通过PPS信号进行时间同步，并利用POS轨迹处理生成定位坐标与姿态数据的轨迹数据，所述轨迹数据用于生成定位坐标轨迹图以及定位坐标质量数据。
在GPS中，GPS秒脉冲信号PPS一秒钟一个，其的作用是用来指示整秒的时刻，而该时刻通常是用PPS秒脉冲的上升沿来标示。GPS能给出UTC(协调世界时)时间，用户收到时是会有延时，为了精确授时，引入PPS信号上升沿来标示UTC的整秒时刻，精度很高可以到纳秒级，并且没有累积误差。
高精度的IMU模块(惯性测量单元)配备高精度的三轴陀螺仪与三轴加速度计可提供高达2000Hz的IMU DATA
IMU模块获取IMU中心的姿态信息(roll，pitch，heading/yaw)，原始数据为加速度计检测到三轴的加速度信息与陀螺仪检测到的角速度信息，经过转换得到欧拉角。
与GNSS模块PPS同步，通过POS轨迹处理，生成包含GNSS与IMU数据的轨迹数据(绝对坐标，roll，pitch，heading)。此步骤生成的轨迹数据可用于检查并生成GNSS轨迹图与质量报告等。
所述点云坐标以激光头为坐标原点，
所述激光雷达用于与GNSS系统通过PPS信号或NMEA中的RMC获取准确的GPS时以进行时间同步，并获取所述点云数据。
所述处理单元用于将点云数据与轨迹数据通过迭代最近点算法进行匹配融合以获取点云数据每个影像点的定位坐标。
激光雷达包括360度全视角的laser scanner，通过PPS与NMEA与GNSS系统实现同步GPS-time Sync，自动卡尔曼滤波生成Point Cloud点云数据(独立坐标系下，以激光头为原点)自动保存，再与POS DATA通过ICP(Iterative Closest Point)迭代最近点算法进行匹配融合，可得到在绝对坐标框架内点云数据。
激光雷达由中心的激光发射端射出激光束，由接收端接收目标反射的光束，根据TOF(time of flight)法，可获取到反射目标与激光器中心的相对位置信息(x，y，z)，此坐标数据在以激光器为原点的相对坐标系中。并通过PPS、NMEA与GNSS模块同步时间。
Georeference(地理配准)步骤中，将GNSS模块提供的天线相位中心的绝对坐标信息、IMU模块提供的IMU中心的姿态信息融合处理后得到的轨迹信息，与激光器扫描的目标相对坐标信息，进行匹配融合，即将轨迹信息中的各类绝对信息赋值给目标点，使扫描目标点具有绝对坐标系下的以上所有信息，得到点云数据。
进一步地，所述三维测量系统还包括一摄像机15，所述摄像机与所述GNSS系统的相对位置固定，
所述摄像机用于拍摄所述待测目标以获取二维影像；
所述处理单元用于将所述二维影像与点云数据同步；
所述处理单元还用于利用二维影像中的像素信息对点云数据中影像点进行颜色赋值。
摄像机提供全景影像数据，激光点云可以提供高精度的地物位置，但是缺少纹理和颜色信息，不易进行判读和分析。而图像数据具有丰富的纹理信息，颜色信息等都有利于地物的提取。可将图像数据与点云数据再做匹配融合做到数据可视化，得到有色点云数据.
摄像机提供的RGB数据，即目标点的颜色信息，对点云数据进行颜色赋值。
进一步地，所述摄像机的拍摄方向与所述激光雷达的扫描方向平行，
所述处理单元用于根据摄像机与激光雷达的距离、同步后的二维影像以及点云数据获取点云数据中影像点的颜色。
为了提高定位精度，所述三维测量系统还包括一采集模块，
所述采集模块用于采集用户的选择指令，所述选择指令中包括点云数据中一目标影像点；
所述处理单元用于根据目标影像点的点云坐标查找激光雷达获取目标影像点的最近位置；
所述处理单元用于判断激光雷达在所述最近位置获取的目标影像点的反射率是否大于阈值，若否则以所述最近位置为起点查找目标影像点的反射率大于所述阈值的扫描位置作为所述最近位置；
所述处理单元用于获取所述最近位置处的拍摄时刻，根据拍摄时刻查找摄像机在拍摄时刻前后的若干帧二维影像；
所述处理单元用于识别目标影像点在所述若干帧二维影像中的二维影像点位置，并利用干帧二维影像中的二维影像点位置获取摄像机到二维影像点位置对应的实际位置的位置关系；
所述处理单元还用于根据所述位置关系、拍摄时刻的GNSS系统获取的定位坐标以及姿态信息获取所述实际位置的影像测量坐标；
所述处理单元还用于判断根据所述影像测量坐标与所述目标影像点的定位坐标是否一致，若是则输出目标影像点的定位坐标。
具体地，所述处理单元还用于判断根据所述影像测量坐标与所述目标影像点的定位坐标是否一致，若否则获取若干目标拍摄点的定位坐标，所述若干目标拍摄点为所述若干帧二维影像的摄像头位置；
所述处理单元用于计算若干目标拍摄点的定位坐标中相邻两个目标拍摄点之间的距离，并判断拍摄点之间的距离中是否存在大于预设长度的数值，若否则标记目标影像点的定位坐标为异常坐标。
本实施例还提供一种GNSS系统，所述GNSS系统用于如上所述的三维测量系统。
参见图2，利用上述三维测量系统，本实施例还提供一种三维测量方法，包括：
步骤100、所述GNSS系统获取GNSS天线的定位坐标；
步骤101、所述激光雷达扫描一待测目标获取待测目标的点云数据，所述点云数据中每个影像点包括一点云坐标；
步骤102、所述惯性测量单元获取GNSS系统以及激光雷达的姿态数据，并将所述姿态数据与定位坐标、点云数据同步；
步骤103、所述处理单元根据所述GNSS天线的定位坐标、所述激光雷达与所述GNSS系统的相对位置、所述姿态数据以及点云数据获取点云数据每个影像点的定位坐标。
所述三维测量方法还包括：
所述GNSS系统获取实时动态GNSS数据，所述GNSS数据包括定位坐标以及速度信息，所述定位坐标为GNSS天线相位中心的定位坐标，所述三维测量系统以所述定位坐标为绝对坐标。
所述三维测量方法还包括：
所述惯性测量单元中心的加速度计检测到三轴的加速度信息与陀螺仪检测到的角速度信息，并根据加速度信息及角速度信息转换获取欧拉角作为所述姿态数据；
所述处理单元将姿态数据与定位坐标通过PPS信号进行时间同步，并利用POS轨迹处理生成定位坐标与姿态数据的轨迹数据，所述轨迹数据用于生成定位坐标轨迹图以及定位坐标质量数据。
所述点云坐标以激光头为坐标原点，所述三维测量方法还包括：
所述激光雷达与GNSS系统通过PPS信号或NMEA中的RMC获取准确的GPS时以进行时间同步，并获取所述点云数据；
所述处理单元将点云数据与轨迹数据通过迭代最近点算法进行匹配融合以获取点云数据每个影像点的定位坐标。
所述三维测量系统还包括一摄像机，所述摄像机与所述GNSS系统的相对位置固定，所述三维测量方法还包括：
所述摄像机拍摄所述待测目标以获取二维影像；
所述处理单元将所述二维影像与点云数据同步；
所述处理单元利用二维影像中的像素信息对点云数据中影像点进行颜色赋值。
所述摄像机的拍摄方向与所述激光雷达的扫描方向平行，所述三维测量方法还包括：
所述处理单元根据摄像机与激光雷达的距离、同步后的二维影像以及点云数据获取点云数据中影像点的颜色。
所述三维测量系统还包括一采集模块，所述三维测量方法还包括：
所述采集模块采集用户的选择指令，所述选择指令中包括点云数据中一目标影像点；
所述处理单元根据目标影像点的点云坐标查找激光雷达获取目标影像点的最近位置；
所述处理单元判断激光雷达在所述最近位置获取的目标影像点的反射率是否大于阈值，若否则以所述最近位置为起点查找目标影像点的反射率大于所述阈值的扫描位置作为所述最近位置；
所述处理单元获取所述最近位置处的拍摄时刻，根据拍摄时刻查找摄像机在拍摄时刻前后的若干帧二维影像；
所述处理单元识别目标影像点在所述若干帧二维影像中的二维影像点位置，并利用干帧二维影像中的二维影像点位置获取摄像机到二维影像点位置对应的实际位置的位置关系；
所述处理单元根据所述位置关系、拍摄时刻的GNSS系统获取的定位坐标以及姿态信息获取所述实际位置的影像测量坐标；
所述处理单元判断根据所述影像测量坐标与所述目标影像点的定位坐标是否一致，若是则输出目标影像点的定位坐标。
进一步地，所述三维测量方法还包括：
所述处理单元判断根据所述影像测量坐标与所述目标影像点的定位坐标是否一致，若否则获取若干目标拍摄点的定位坐标，所述若干目标拍摄点为所述若干帧二维影像的摄像头位置；
所述处理单元计算若干目标拍摄点的定位坐标中相邻两个目标拍摄点之间的距离，并判断拍摄点之间的距离中是否存在大于预设长度的数值，若否则标记目标影像点的定位坐标为异常坐标。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种三维测量系统，其特征在于，所述三维测量系统包括一激光雷达、一GNSS系统、一惯性测量单元以及一处理单元，所述激光雷达与所述GNSS系统的相对位置固定，
所述GNSS系统用于获取GNSS天线的定位坐标；
所述激光雷达用于扫描一待测目标获取待测目标的点云数据，所述点云数据中每个影像点包括一点云坐标；
所述惯性测量单元用于获取GNSS系统以及激光雷达的姿态数据，并将所述姿态数据与定位坐标、点云数据同步；
所述处理单元用于根据所述GNSS天线的定位坐标、所述激光雷达与所述GNSS系统的相对位置、所述姿态数据以及点云数据获取点云数据每个影像点的定位坐标；
其中，所述三维测量系统还包括一采集模块，
所述采集模块用于采集用户的选择指令，所述选择指令中包括点云数据中一目标影像点；
所述处理单元还用于根据目标影像点的点云坐标查找激光雷达获取目标影像点的最近位置；
所述处理单元还用于判断激光雷达在所述最近位置获取的目标影像点的反射率是否大于阈值，若否则以所述最近位置为起点查找目标影像点的反射率大于所述阈值的扫描位置作为所述最近位置；
所述处理单元还用于获取所述最近位置处的拍摄时刻，根据拍摄时刻查找摄像机在拍摄时刻前后的若干帧二维影像；
所述处理单元还用于识别目标影像点在所述若干帧二维影像中的二维影像点位置，并利用若干帧二维影像中的二维影像点位置获取摄像机到二维影像点位置对应的实际位置的位置关系；
所述处理单元还用于根据所述位置关系、拍摄时刻的GNSS系统获取的定位坐标以及姿态信息获取所述实际位置的影像测量坐标；
所述处理单元还用于判断根据所述影像测量坐标与所述目标影像点的定位坐标是否一致，若是则输出目标影像点的定位坐标。
2.如权利要求1所述的三维测量系统，其特征在于，
所述GNSS系统用于获取实时动态GNSS数据，所述GNSS数据包括定位坐标以及速度信息，所述定位坐标为GNSS天线相位中心的定位坐标，所述三维测量系统以所述定位坐标为绝对坐标。
3.如权利要求2所述的三维测量系统，其特征在于，
所述惯性测量单元用于惯性测量单元中心的加速度计检测到三轴的加速度信息与陀螺仪检测到的角速度信息，并根据加速度信息及角速度信息转换获取欧拉角作为所述姿态数据；
所述处理单元用于将姿态数据与定位坐标通过PPS信号进行时间同步，并利用POS轨迹处理生成定位坐标与姿态数据的轨迹数据，所述轨迹数据用于生成定位坐标轨迹图以及定位坐标质量数据。
4.如权利要求3所述的三维测量系统，其特征在于，所述点云坐标以激光头为坐标原点，
所述激光雷达用于与GNSS系统通过PPS信号或NMEA中的RMC获取准确的GPS时以进行时间同步，并获取所述点云数据；
所述处理单元用于将点云数据与轨迹数据通过迭代最近点算法进行匹配融合以获取点云数据每个影像点的定位坐标。
5.如权利要求4所述的三维测量系统，其特征在于，所述三维测量系统还包括一摄像机，所述摄像机与所述GNSS系统的相对位置固定，
所述摄像机用于拍摄所述待测目标以获取二维影像；
所述处理单元用于将所述二维影像与点云数据同步；
所述处理单元还用于利用二维影像中的像素信息对点云数据中影像点进行颜色赋值。
6.如权利要求5所述的三维测量系统，其特征在于，所述摄像机的拍摄方向与所述激光雷达的扫描方向平行，
所述处理单元用于根据摄像机与激光雷达的距离、同步后的二维影像以及点云数据获取点云数据中影像点的颜色。
7.如权利要求6所述的三维测量系统，其特征在于，所述处理单元还用于判断根据所述影像测量坐标与所述目标影像点的定位坐标是否一致，若否则获取若干目标拍摄点的定位坐标，所述若干目标拍摄点为所述若干帧二维影像的摄像头位置；
所述处理单元用于计算若干目标拍摄点的定位坐标中相邻两个目标拍摄点之间的距离，并判断拍摄点之间的距离中是否存在大于预设长度的数值，若否则标记目标影像点的定位坐标为异常坐标。
8.一种三维测量方法，其特征在于，所述三维测量方法利用如权利要求1至7中任意一项所述的三维测量系统获取定位坐标。
9.一种GNSS系统，其特征在于，所述GNSS系统用于如权利要求1至7中任意一项所述的三维测量系统。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210575480.9A CN114966793B (zh) | 2022-05-25 | 2022-05-25 | 三维测量系统、方法及gnss系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210575480.9A CN114966793B (zh) | 2022-05-25 | 2022-05-25 | 三维测量系统、方法及gnss系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114966793A CN114966793A (zh) | 2022-08-30 |
| CN114966793B true CN114966793B (zh) | 2024-01-26 |
Family
ID=82955480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210575480.9A Active CN114966793B (zh) | 2022-05-25 | 2022-05-25 | 三维测量系统、方法及gnss系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114966793B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117556522B (zh) * | 2024-01-10 | 2024-04-02 | 中国建筑西南设计研究院有限公司 | 基于三维扫描与bim的装配式木结构建筑施工方法及系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102072725A (zh) * | 2010-12-16 | 2011-05-25 | 唐粮 | 一种基于激光点云和实景影像进行空间三维测量的方法 |
| CN107121064A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-09-01 | 上海华测导航技术股份有限公司 | 一种激光扫描测量装置 |
| CN107204037A (zh) * | 2016-03-17 | 2017-09-26 | 中国科学院光电研究院 | 基于主被动三维成像系统的三维影像生成方法 |
| CN107807365A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-16 | 国家林业局昆明勘察设计院 | 用于低空无人航空器的轻小型数字摄影三维激光扫描装置 |
| CN108303043A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-07-20 | 华南农业大学 | 多传感器信息融合的植物叶面积指数检测方法及系统 |
| CN109597095A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-04-09 | 北京大学 | 背包式三维激光扫描与立体成像组合系统及数据获取方法 |
| EP3620823A1 (en) * | 2018-09-06 | 2020-03-11 | Baidu Online Network Technology (Beijing) Co., Ltd. | Method and device for detecting precision of internal parameter of laser radar |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108765487B (zh) * | 2018-06-04 | 2022-07-22 | 百度在线网络技术（北京）有限公司 | 重建三维场景的方法、装置、设备和计算机可读存储介质 |
-
2022
- 2022-05-25 CN CN202210575480.9A patent/CN114966793B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102072725A (zh) * | 2010-12-16 | 2011-05-25 | 唐粮 | 一种基于激光点云和实景影像进行空间三维测量的方法 |
| CN107204037A (zh) * | 2016-03-17 | 2017-09-26 | 中国科学院光电研究院 | 基于主被动三维成像系统的三维影像生成方法 |
| CN107121064A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-09-01 | 上海华测导航技术股份有限公司 | 一种激光扫描测量装置 |
| CN107807365A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-16 | 国家林业局昆明勘察设计院 | 用于低空无人航空器的轻小型数字摄影三维激光扫描装置 |
| CN108303043A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-07-20 | 华南农业大学 | 多传感器信息融合的植物叶面积指数检测方法及系统 |
| EP3620823A1 (en) * | 2018-09-06 | 2020-03-11 | Baidu Online Network Technology (Beijing) Co., Ltd. | Method and device for detecting precision of internal parameter of laser radar |
| CN109597095A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-04-09 | 北京大学 | 背包式三维激光扫描与立体成像组合系统及数据获取方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 单线激光雷达与GNSS/INS的空间重构;王锐;常锴;符国浩;王世峰;徐熙平;王作斌;;光学精密工程(第04期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114966793A (zh) | 2022-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tao | Mobile mapping technology for road network data acquisition | |
| Brenner | Extraction of features from mobile laser scanning data for future driver assistance systems | |
| CN102072725B (zh) | 一种基于激光点云和实景影像进行空间三维测量的方法 | |
| KR100800554B1 (ko) | 이동형 사진측량 시스템에서의 레이저 스캐너와 카메라영상정보를 이용한 3차원 모델링 방법 | |
| KR100795396B1 (ko) | 항공레이저 데이터와 수치정사영상을 이용한 도시 변화모니터링 방법 | |
| CN108051837A (zh) | 多传感器集成室内外移动测绘装置及自动三维建模方法 | |
| EP1655573A2 (en) | 3-dimensional measurement device and electronic storage medium | |
| US11796682B2 (en) | Methods for geospatial positioning and portable positioning devices thereof | |
| KR20160147016A (ko) | 디지털 지도에 대한 위치를 판별하기 위한 방법 및 시스템 | |
| CN107917699B (zh) | 一种用于提高山区地貌倾斜摄影测量空三质量的方法 | |
| CN101241011A (zh) | 激光雷达平台上高精度定位、定姿的装置和方法 | |
| CN104913766A (zh) | 一种激光扫描测量方法及装置 | |
| JPWO2020039937A1 (ja) | 位置座標推定装置、位置座標推定方法およびプログラム | |
| CN103969657A (zh) | 一种基于地基激光雷达的地籍测量方法 | |
| CN114966793B (zh) | 三维测量系统、方法及gnss系统 | |
| CN108253942B (zh) | 一种提高倾斜摄影测量空三质量的方法 | |
| Grejner-Brzezinska et al. | From Mobile Mapping to Telegeoinformatics | |
| Zhao et al. | Updating a digital geographic database using vehicle-borne laser scanners and line cameras | |
| EP1662228A1 (en) | Scanning of three-dimensional objects | |
| KR102475042B1 (ko) | 정밀 지도 구축 장치 및 방법 | |
| Kordić et al. | Spatial data performance test of mid-cost UAS with direct georeferencing | |
| Huang et al. | Integration of mobile laser scanning data with UAV imagery for very high resolution 3D city modeling | |
| Haala et al. | Pedestrian mobile mapping system for indoor environments based on MEMS IMU and range camera | |
| JP2020073931A (ja) | 情報処理装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体 | |
| Frentzos et al. | Developing an image based low-cost mobile mapping system for GIS data acquisition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Unit E2-601, Artificial Intelligence Industrial Park, No. 88, Jinjihu Avenue, Suzhou Industrial Park, China (Jiangsu) Pilot Free Trade Zone, Suzhou City, Jiangsu Province, 215000 Applicant after: Suzhou Tianshuo Navigation Technology Co.,Ltd. Address before: Room 305, building 1, 1228 Jinhu Road, China (Shanghai) pilot Free Trade Zone, Pudong New Area, Shanghai, 201206 Applicant before: Shanghai Jingrong Network Technology Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |