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，常可見這樣的場景：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繪儀器。每測完一段，人員、設(shè)備和巡邏車都同步向前移動一段距離。飛馳的汽車或從他們身邊掠過，或急劇剎車，作業(yè)區(qū)附近一時險象環(huán)生。技術(shù)人員在“用生命測量”的同時，也造成道路阻斷、擁堵，給過往車輛造成極大不便和風(fēng)險。
近日，在成樂高速擴(kuò)容改造上百公里的測量中，四川省交通運(yùn)輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院首次應(yīng)用機(jī)載激光雷達(dá)掃描技術(shù)。原本需要3個月且可能斷道的危險測量工作，只花了10來天便得以安全完成，且未對正常交通造成影響。
外形像個微波爐
8月2日，在彭山通用機(jī)場，一架小型直升機(jī)搭載著激光雷達(dá)騰空而起，飛向成樂高速擴(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微波爐。微波爐的側(cè)面，并排裝著數(shù)碼相機(jī)和一個叫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，而簡稱為IMU的“慣性測量單元”就像雷達(dá)的平衡器官，隨時感知著雷達(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)百萬個激光脈沖，對地面進(jìn)行精確測量。
激光掃描器和相機(jī)是獨(dú)立的兩個系統(tǒng)，卻都接受控制存儲器的指揮。帶有激光和相機(jī)的傳感器部分通過數(shù)據(jù)線與控制存儲器相連，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)艙的存儲器則是一部“手機(jī)”，收攬所有測量結(jié)果。
由于直升機(jī)震動比較厲害，雷達(dá)的4個支腳裝有腳墊減震，就像穿了4只厚底的松糕鞋。
工作就像在掃地
“激光雷達(dá)工作時就像掃地”，公路院測繪分院教授級高工楊洪形象地說，激光一條一條地、左右橫著掃，飛機(jī)往前飛，每秒數(shù)百萬激光點(diǎn)呈“之”字形分布，就把需要測量的區(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”。成都商報記者看到，航線就如一條條斷裂的五線譜。
正因為公路呈帶狀，動則綿延一兩百公里，激光雷達(dá)掃描技術(shù)不成熟時難以運(yùn)用，近些年才興起。目前，此項技術(shù)已應(yīng)用于新機(jī)場高速高架的底層道路和廣元到平武高速公路等的測量，高速改擴(kuò)建項目是第一次。測繪分院負(fù)責(zé)人告訴成都商報記者，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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