1、第25卷第1期2023年3月测绘技术装备Geo ma tic s Tec h n o l o gy a n d Eq u ipmen tVo l.25 No.1Ma e.2023车载移动测量技术在道路全息测绘中的应用王越1，江威1，王树根2(1.武汉市测绘研究院，湖北武汉430022；2,武汉大学遥感信息工程学院，湖北武汉430079)摘要摘要:道路全息测绘是新型基础测绘体系建设的重要组成部分之一。相较于传统道路测绘成果，道路全息测绘产品具有信息更全面、更精细、更准确及更易于更新的特点。本文以道路全息测绘应 用为目标，结合车载移动测量的技术优势，提出了从移动测量车数据采集、数据处理到道路全息测
2、 绘产品制作的完整流程，制作了静态高清道路地图、精细道路三维模型和自动驾驶高精地图3种新 型道路全息测绘产品。此外，以武汉市中心城区3 k m2试验区内的市政道路作为研究对象，开展了 道路全息测绘产品生产应用试验。结果表明，该成果精度不仅能满足1D00地形图更新等传统城 市测绘工作需求，也可为自动驾驶提供重要的道路数据基础。关键词关键词：车载移动测量;道路全息测绘；高清地图；三维建模；自动驾驶中图分类号中图分类号:P237DOI：10.20006/j.n k i.61-1363/P.2023.01.010Appl ic at ion of vehic l e-borne mobil e mea
3、surement t ec hnol ogy in road hol ographic surveying and mappingW4NG Yu e1,.JIANG Web,WANG Sh u gen2(1.Wu h a n Geo ma tic s In stitu te,Wu h a n,Hu bei 430022,Ch in a；2.Sc h o o l o f Remo te Sen sin g a n d In fo r ma tio n En gin eer in g,Wu h a n Un iv er sity,Wu h a n,Hu bei 430079,Ch in a)Abs
4、t rac t:Ro a d h o l o v c ph ic su c eyin g a n d ma ppin g is o n e o f th e impo r ta n t c o mpo n en ts in th e c o n stc c tio n o f n ew fu n d a men ta l su c eyin g a n d ma ppin g system.Ro a d h o l o v r a ph ic ma ppin g pr o d u c ts h a v e su c h c h a c-a c ter istic s a s mo r e c
5、o mpr eh en siv e,mo r e pr ec ise,mo r e a c c u r a te a n d ea sia r to u pd a te c o mpa r ed with th o se fr o m tr a d itio n a l c a d ma ppin g.Th is pa pa s,a imin g a t th e a ppl ic a tio n o t c a d h o l o a r a ph ic ma ppin g,c o mbin ed with th e tec h n ma l a d v en ta ga s o f v e
6、h ml y bo c a mo bil e mea su r emen t,pr o po ses a c o mpl ete pr o c ess fr o m d a ta a c q u isitio n a n d d a ta pr o c essin g to th e pr o d u c tio n o t c a d h o l o a r a ph ic ma ppin g pr o d u c ts,a n d peo d u 4esih eeen ewispeso o eo a d h o eo g ea ph o ma pp o n g p eo d u 4is,n
7、 a meessia io h o gh d eo o n o io o n eo a d ma p,3D r efin ed c a d mo d el a n d a u to ma tic d r iv in g h igh-pr ec isio n ma p.In a d d itio n,th e pr o d u c tio n test o f c a d h o eo gea ph o c su eeeso n ga n d ma ppo n gpeo d u c iswa sc a eo ed o u ibsia k o n gih emu n o c o pa eeo a
8、d so n ih e3 k m2 siu d sa eea o n Wu h a n Co isc en ieea s ih eees ea ec h o b.ec is.Th eeesu eiss h o w ih a iih ea c c u ea c so Uih e pr o d u c ts c a n n o t o n l y meet th e r eq u ir emen ts o f tr a d itio n a l u r ba n ma ppin g wo r k su c h a s 1:500 to po a c ph ic ma p r ev isio n a
9、 n d u pd a tin g,bu t a l so pr o v id e a n impo r ta n t r o a d d a ta ba sis fo r a u to ma tic d r iv in g.Keyworis:v eh ic l e-bo ma mo bil e mea su r emen t；r o a d h o l o a r a ph ic su c eyin g a n d ma ppin g；h igh-d efin itio n ma p;3 D mo d el in g；a u to ma tic d iv in g收稿日期：2021-05-1
10、5项目来源：国家重点研发计划(2016YFB0502200)；自然资源部全国试点项目“国家新型基础测绘建设武汉市试点项目 第一作者简介:王越，工程师，主要从事LiDAR技术相关的研究及应用工作第1期王越,等:车载移动测量技术在道路全息测绘中的应用511引言传统测量方法采集的道路信息存在二维数据表 达和要 全等，无法满足智能交通和城市精细化管理的需要(门。随着人工智能和自动驾驶 等新技术的发展，以高精度地图为代表的 路全息测绘产品对道路空间数据的精度、丰富度和鲜度都 提出了更高的要求(2)。为了获取更全面、更精、更 准确、更易于 的道路信息,可融合多源传感器的技，通 展道路全息测绘，对 路环境进
11、行高精度、空间化、全要素的 感知(3)%车载移动测量系统集成了激光雷达(Ligh t Detectio n a n d Ra n yin e,LiDAR)、全球导航卫星系统(Gl o bP Na v iga tio n Sa tel l ite System,GNSS)、惯性测量单元(In er tiv l Mea su r emen h Un il,IMU)、里程计(Dista n c e Mea su r in y In d ic a to r,DMI)及高清全景像机等设备，具 有非接触、主动式、快速、高效等特点,非常适合作为 道路全息数据采集的技 段(4一5)%利用LiDAR获取的高精度
12、、高度点云数据 的空间定位及画能力，可为城市路网提供高精度的三 路全要素的道路场景信息(6“%武汉市是全国首 基础测绘建设试点城市，本文将武汉市中心城区的道路作为研究对象,利 用车载移动测量技术获取了试验区 路、道路交叉口及沿街附属部 的几何 理信息首先，以点云数据为主、影像数据为辅,对全要素的道 路三维矢量信息进行提取并制作 高清道路地&其次，在路三 量 的基础上,结合街道全景影像，对 路进行全息化三&最后，以构建全息高精度导航所需的 路基础为目标，探索了自动驾驶高精地图的制作方法2总体技术流程利用车载移动测量技 行 路全息测 主要 包括移动测量 数据、数据处理 路全息测 作3个阶段，技流程
13、如图1所2.1数据采集车载移动测量系统的数据采集工作包括任务规 划、外业数据采集及数据解算 言,就是根据外业规划线路，利用移动测量车沿街获取的高精度、高密度、全 的道路点云和街景全景影像,以及武汉市连续运行卫星定位服务系统(Wu h a n Co n tin uo u sl y Oper a tin e Refer en c e Sta tio n,WHCORS）的观测 数据，与定位定姿系统！Po sitio n a n d Or ien ta tio n System,POS）数据进行 分与定位,并融合解算 出点云的三维坐标%|数|据 I采I集I数1据I处1理I-激光点 云数据POS数据DM
14、I数据全景影 像数据CORS数据外业 控制点点云坐 标转换点云数 据解算点云位 置改正点云影 像配准地面点 提取1产厂 AI产V_丿I_品静态高清精细三维自动驾驶生道路地图道路模型高精地图图1基于车载移动测量技术的道路全息测绘流程Fig.1 Road hol ographic surveying and mapping based on veeic l e-borne mobil e measuremeet t ec hnol ogy2.2数据处理数据处理的重点是对点云数据进行处理，这也 是道路全要 量 精细化三 的工作基%点云数据作为 路场景构建的 数据,其精度是 量的 因此，需要对解算获得
15、的初始点云数据进行以下处理：1)点云坐标转换。原始点云为WGS-84坐 标，采用参数法将平面坐标转换为WH2000地方坐 标，同时利用测区的似大地水准面精化成果 高 程 1985 国 高程基准%2)点 正同一路段的重访点云间通常存在 的几何偏差,通过点云分段 匹配,分段重访点云间的 配准,再利用少量控 点进行全局点 化，由粗 精对点云位置行改正(8)%3)点云去噪通过去除局部离群点及车辆、行人等与感兴趣目标无关的点云，噪声点 4)地面点提取结 POS轨迹,按高程进行过滤，划分出道路面所在 高度 的点为地面 52测绘技术装备第25卷点,作为点云分类的基础。5）点云和影像配准。将点云与同步采集的全
16、 景影像进行精确配准，借助丰富的地物纹理信息辅 助点云要素的采集过程。2.3产品生产道路全息测绘产品应具备“技术新、精度高、要 素全”的特点,其产品形式主要包括静态高清道路 地图、精细道路三维模型和自动驾驶高精地图3种 其中，静态高清道路地图包含道路全要素的矢量化 地形数据,还原了车道级的全息道路基础场景;精细 道路三维模型通过构建高精细度的道路全要素部件 模型，实现了全息化的道路三维建模；自动驾驶高精 地图以自动驾驶仿真应用为导向,为全息高精度导 航提供了所需的静态交通网络数据基础%3道路全息测绘产品制作3.1静态高清道路地图静态高清道路地图是基于全息三维道路数据进 行全要素制图的具体成果形式,通过提取各类道路 交通要素的三维矢量信息和属性信息，可为城市路 网及道路附属设施提供完整、精确、细致的表达以 城市道路、道路交叉口及沿街附属部件设施的三维 激光点云数据为基础，先对道路要素进行分类提取,再结合同步采集的街景影像，在点云测图软件Ma p-pin y Fa c to r e中采集要素的几何、属性信息，获得全 要素的道路矢量化地形数据静态高清道路地图制 作的主要步骤如下：1）要素分类
