機(jī)載激光雷達(dá)將架在起落架上
機(jī)載激光雷達(dá)原理圖
以往的高速路上，常可見(jiàn)這樣的場(chǎng)景：一前一后兩輛閃爍著警燈的巡邏車之間，一組工作人員正操作著測(cè)繪儀器。每測(cè)完一段，人員、設(shè)備和巡邏車都同步向前移動(dòng)一段距離。飛馳的汽車或從他們身邊掠過(guò)，或急劇剎車，作業(yè)區(qū)附近一時(shí)險(xiǎn)象環(huán)生。技術(shù)人員在“用生命測(cè)量”的同時(shí)，也造成道路阻斷、擁堵，給過(guò)往車輛造成極大不便和風(fēng)險(xiǎn)。
近日，在成樂(lè)高速擴(kuò)容改造上百公里的測(cè)量中，四川省交通運(yùn)輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院首次應(yīng)用機(jī)載激光雷達(dá)掃描技術(shù)。原本需要3個(gè)月且可能斷道的危險(xiǎn)測(cè)量工作，只花了10來(lái)天便得以安全完成，且未對(duì)正常交通造成影響。
外形像個(gè)微波爐
8月2日，在彭山通用機(jī)場(chǎng)，一架小型直升機(jī)搭載著激光雷達(dá)騰空而起，飛向成樂(lè)高速擴(kuò)容A3標(biāo)段上空，進(jìn)行空中掃描。這是在四川省高速公路改擴(kuò)建工程中的首次應(yīng)用，也標(biāo)志著人工斷道測(cè)繪的傳統(tǒng)方式將逐漸成為歷史。
激光雷達(dá)被架在直升機(jī)起落架上，它的外形并不炫酷，激光掃描器方方正正的就像一個(gè)微波爐。微波爐的側(cè)面，并排裝著數(shù)碼相機(jī)和一個(gè)叫IMU的設(shè)備，相機(jī)鏡頭朝下，用于獲取地面的彩色數(shù)碼影像，而簡(jiǎn)稱為IMU的“慣性測(cè)量單元”就像雷達(dá)的平衡器官，隨時(shí)感知著雷達(dá)的姿態(tài)。激光傳感器頭在微波爐的下方每秒發(fā)射和接收數(shù)百萬(wàn)個(gè)激光脈沖，對(duì)地面進(jìn)行精確測(cè)量。
激光掃描器和相機(jī)是獨(dú)立的兩個(gè)系統(tǒng)，卻都接受控制存儲(chǔ)器的指揮。帶有激光和相機(jī)的傳感器部分通過(guò)數(shù)據(jù)線與控制存儲(chǔ)器相連，如果把雷達(dá)的傳感器比作耳機(jī)和麥克風(fēng)，放在直升機(jī)機(jī)艙的存儲(chǔ)器則是一部“手機(jī)”，收攬所有測(cè)量結(jié)果。
由于直升機(jī)震動(dòng)比較厲害，雷達(dá)的4個(gè)支腳裝有腳墊減震，就像穿了4只厚底的松糕鞋。
工作就像在掃地
“激光雷達(dá)工作時(shí)就像掃地”，公路院測(cè)繪分院教授級(jí)高工楊洪形象地說(shuō)，激光一條一條地、左右橫著掃，飛機(jī)往前飛，每秒數(shù)百萬(wàn)激光點(diǎn)呈“之”字形分布，就把需要測(cè)量的區(qū)域都覆蓋了。
但飛機(jī)要飛直線，而公路是帶狀的，線路比較彎曲，就只能分成一段段地飛，“飛彎曲了，數(shù)據(jù)不好處理”。從眉山到樂(lè)山，再加上峨眉山支線，一共分成了50多段，飛行員都“轉(zhuǎn)暈了”。成都商報(bào)記者看到，航線就如一條條斷裂的五線譜。
正因?yàn)楣烦蕩?，?dòng)則綿延一兩百公里，激光雷達(dá)掃描技術(shù)不成熟時(shí)難以運(yùn)用，近些年才興起。目前，此項(xiàng)技術(shù)已應(yīng)用于新機(jī)場(chǎng)高速高架的底層道路和廣元到平武高速公路等的測(cè)量，高速改擴(kuò)建項(xiàng)目是第一次。測(cè)繪分院負(fù)責(zé)人告訴成都商報(bào)記者，以后成南高速、成綿高速、成溫邛高速的擴(kuò)容都可能用到激光雷達(dá)掃描技術(shù)。
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