激光雷達技術助力智慧交通發展
發布時間：
2021-08-09
一：現有公路管理面臨的挑戰
橋下、斜坡上、危險邊緣，數據采集費時費力，風險大;
事故處理難度大，容易出現大面積擁堵，事故處理車輛難以進入現場;救援物資難以送到救援現場;近距離連續追蹤事故車輛困難;
檢驗工作量大，效率低;
條件惡劣危及人身安全。當遇到地震、洪水、海嘯、暴風雪等自然災害時，地面交通全部癱瘓，如果有人駕駛飛機、直升機進入，會危及人們的人身安全。
多地交通局同步啟動路面病害防控工作，出臺路面養護政策。路面改善已成為一項關鍵工程。智能巡邏系統已經成為高速公路巡邏的新趨勢。
二：傳統人工巡檢與機器巡檢的比較
傳統的人工巡線方式，通過養護人員手持儀器，駕駛橋梁檢查車，或者肉眼檢查路面病害，工作量大，費時費力，效率低;在橋下、危險的懸崖等地方采集數據可能會危及人身安全。
航測巡查法，通過無人機多樣化吊艙采集道路數據，操作靈活方便，成本低，監控范圍廣，被廣泛采用;然而，無人機在隧道中的路徑規劃和在橋底的平穩飛行仍然是兩大難題。
航測技術的應用優勢
人力物力投入少。中央控制室可以實現車隊的遠程操作，多負載傳感器和自動數據處理反饋，從而節省人力資源和車輛。
更高效的運營能力。每架無人機可遠程起降，單次飛行里程5-20km，節省了無人機返航和人員轉場的時間。通過區域整體檢查和復雜道路綜合檢查，實施效率提高30%。
更快的工作響應和更及時的結果反饋。只要天氣條件允許，就可以執行計劃，一鍵啟動任務。結果可在短時間內返回，實現交巡警實時服務模式。
更安全的安全系統。融合多種先進技術，具有氣象監測、安全防護、狀態監測、實時通信等功能，滿足安全法規要求。
無人機巡檢新模式的應用，提高了道路全生命周期的應用數據采集和巡檢控制力，大大減輕道路交通維護壓力，快速保障安全穩定運行。
實現“遠程異地、無人自動化”的集約化工作思路。
三：航測技術在公路行業中的應用
在公路設計中，航測技術可以提供各種航空數據(視頻、正射影像、機載激光點云、三維實景模型等。)針對公路設計，可在工程可行性研究、初步設計、施工圖設計、BIM設計階段應用。
在施工監理方面，將無人機引入道路施工現場管理，不僅可以節省人力，還可以減少現場人員數量，提高監理效率。同時，無人機也拓展了人力監管的范圍，使得監管工作更加細致全面。
在運行監控方面，無人機可以掛載攝像機、攝像機、雷達等載荷，可以快速、周期性地對道路交通運行狀態進行巡邏，獲取道路擁堵、實時路況、運行趨勢等信息。
在應急救援方面，無人機用于應對異常天氣(如雨天、臺風等。)或突發交通事故，如快速部署、實時響應、應急救援、災害/事故調查、應急救援、現場指揮等。
在維護方面，無人機的應用還處于初級階段。可應用無人機巡邏，結合邊緣和云端進行AI識別計算，自動識別相應事件/隱患。厘米級高分辨率巡視圖像的智能識別，可以輔助或部分替代人工巡視。
四：激光公路智能巡檢的應用
4.1.公路無人機巡檢的技術路線
4.2.基礎地理環境數據采集
無人機用于對公路沿線的道路地形和建筑物場景區域進行高精度三維建模，如斜坡、橋梁、收費站等。，最后是lidar點云數據、數字正射影像圖(DOM)、數字高程模型(DEM)、3D模型等基礎底圖數據。可用于無人機近距離固定巡邏航路規劃和2D三維可視化顯示。
4.3.車載激光雷達
道路沿線環境復雜，無人機在部分區域巡邏困難。集激光雷達傳感器、高精度定位模塊和圖像/視頻采集鏡頭于一體的車載一體化激光雷達和圖像采集系統，安裝在SUV車頂，沿路巡邏。作為無人機巡邏和人工巡邏的有效補充，可為道路交通設施和周邊城市環境提供三維和圖像數據采集，記錄道路空間、設備工作狀態、車輛行駛狀態、路面狀態和交通的三維結構狀態。養護人員可以對構件點進行高精度三維定位測量，現場識別路面病害和位置。
4.4.路由計劃
針對橋梁、斜坡、隧道、山體等復雜環境，采用高精度激光點云方法建立公路沿線三維模型。通過標定巡視組件，提取關鍵特征的空間參數，實現拍照點和軌跡的半自動生成。生成無人機巡邏路線，大大提高了公路巡邏的效率和智能，引導無人機按照預定路線飛行，實現基于RTK技術的高精度飛行精度，規避空間障礙物，近景拍攝，滿足無人機巡邏安全標準要求。
4.5.利用激光雷達提取道路特征
以道路三維激光點云數據為基礎，通過提取地物繪制專題地圖，通過自動和半自動作業方式對道路基礎數據進行矢量化，構建道路數字化雙基地，可實現高精度地圖制作、道路構件清查、道路勘探設計與改造、路線規劃與仿真，有助于提升道路信息化建設與管理水平。
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