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基于无人机机载激光雷达和倾斜摄影测量的矿山测绘系统技术方案

技术编号:40027158 阅读:8 留言:0更新日期:2024-01-16 17:40
本申请公开了基于无人机机载激光雷达和倾斜摄影测量的矿山测绘系统,激光雷达点云获取模块、实景三维获取模块和测绘模块;所述激光雷达点云获取模块用于基于无人机的机郝宇载激光雷达获取矿山周边的影像点云图;所述实景三维获取模块用于获取矿山三维实景图;所述测绘模块基于所述影像点云图与所述矿山三维实景图得到测绘结果。针对激光雷达和倾斜摄影测量的点云数据场景复杂特性,提出一种自适应的小波阈值降噪方法,该方法可以适应不同场景,且错误率更低,地形细节保存更加完整。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于工程测绘,具体涉及基于无人机机载激光雷达和倾斜摄影测量的矿山测绘系统


技术介绍

1、目前在矿山土地高程变化监测的方法和仪器有大地水准仪、高精度gps、insar、三维激光扫描仪等技术方法。

2、(1)传统的人工大地水准仪测量,或高精度gps技术,在地面对高程点进行点对点测量,形成“点”状高程变化数据。测量结果形成面状图形,而不是地表高程变化的立体图;

3、(2)卫星雷达insar技术,虽然可以进行矿山开发地表变化测量,测量结果能够形成“面状”数据,只能反映面积性的变化,难以形成既有面积变化又有高程变化的三维立体化图;其缺点是不能随时自主获取数据,且高程剧烈变化的监测如采矿塌陷等监测精度不准;

4、(3)地面三维激光雷达测距仪,通过在地面架设人工基站,目前大多用于监测斜坡体地表滑坡变形的监测,而不是从空中直接采集云数据。

5、综上所述,相对于本技术专利技术,以上监测技术存在的技术缺陷:以往矿山土地变化监测主要采用水准测量技术、gps测量技术等传统的“接触式”单点测量方法,不仅需要大量的人力、物力和财力,还需要测量人员或仪器与监测对象接触,观测过程受地形、地物条件的限制,而且获取的数据离散,很难反映立体监测成果。


技术实现思路

1、机载lidar点云数据和影像密集匹配点云均能够直接、快速的获取地表的高精度三维坐标,采用机载激光雷达与倾斜摄影测量方法测得更加精确的矿山

2、为实现上述目的,本申请提供了基于无人机机载激光雷达和倾斜摄影测量的矿山测绘系统,包括:激光雷达点云获取模块、实景三维获取模块和测绘模块;

3、所述激光雷达点云获取模块用于基于无人机的机载激光雷达获取矿山周边的影像点云图;

4、所述实景三维获取模块用于获取矿山三维实景图;

5、所述测绘模块基于所述影像点云图与所述矿山三维实景图得到测绘结果。

6、可选的,所述激光雷达点云获取模块包括数据采集子模块、数据预处理子模块、点云图像生成模块;

7、所述数据采集子模块用于基于机载雷达采集矿山周边的点云数据;

8、所述数据预处理子模块用于对所述点云数据进行统一与去重,得到预处理后的点云数据;

9、所述点云图像生成模块用于对所述预处理后的点云数据使用抽稀算法再次对点云数据进行筛选。

10、可选的,所述预处理后的点云数据获取过程为:

11、对所述点云数据进行统一操作:对矿区获取的点云数据、gps数据、imu数据进行同步解算,生成带有绝对坐标的点云数据;

12、对所述点云数据进行去重操作:对不同角度拍摄的得到的点云数据进行拼接,合并为一个数据文件,删除两张图片中的重复数据。

13、可选的,所述实景三维获取模块包括外业作业子模块和内业作业子模块;

14、所述外业作业子模块用于采集矿山实景数据;

15、所述内业作业子模块用于对所述矿山实景数据进行处理后得到矿山三维实景图。

16、可选的,所述外业作业子模块实现采集矿山实景数据的过程包括:

17、根据矿山的实际所在地、矿山高度与矿山情况选择布设像控点;

18、对无人机的航线进行规划,采用无人机在布设像控点处分区拍摄。

19、可选的,所述内业作业子模块得到矿山三维实景图的过程包括:

20、对拍摄得到的数据进行处理;

21、对处理结果进行筛查,确定质量,若不符合质量,重新进行数据处理,直至满足预设条件;

22、基于满足预设条件的数据生成矿山三维实景图。

23、可选的,所述测绘模块包括匹配子模块和输出子模块;

24、所述匹配子模块用于将所述影像点云图与所述矿山三维实景图进行匹配与拼接;

25、所述输出子模块用于对所述拼接后的图像进行降噪,根据所述降噪后的图像生成三维矿山模型。

26、可选的,采用小波阈值去噪方法实现所述降噪采用的方法对拼接后的图像进行降噪。

27、与现有技术相比,本申请的有益效果为:

28、针对激光雷达和倾斜摄影测量的点云数据场景复杂特性,提出一种自适应的小波阈值降噪方法,该方法可以适应不同场景,且错误率更低,地形细节保存更加完整。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于无人机机载激光雷达和倾斜摄影测量的矿山测绘系统,其特征在于,激光雷达点云获取模块、实景三维获取模块和测绘模块;

2.根据权利要求1所述的基于无人机机载激光雷达和倾斜摄影测量的矿山测绘系统,其特征在于,所述激光雷达点云获取模块包括数据采集子模块、数据预处理子模块、点云图像生成模块;

3.根据权利要求2所述的基于无人机机载激光雷达和倾斜摄影测量的矿山测绘系统,其特征在于,所述预处理后的点云数据获取过程为:

4.根据权利要求1所述的基于无人机机载激光雷达和倾斜摄影测量的矿山测绘系统,其特征在于,所述实景三维获取模块包括外业作业子模块和内业作业子模块;

5.根据权利要求4所述的基于无人机机载激光雷达和倾斜摄影测量的矿山测绘系统,其特征在于,所述外业作业子模块实现采集矿山实景数据的过程包括:

6.根据权利要求5所述的基于无人机机载激光雷达和倾斜摄影测量的矿山测绘系统,其特征在于,所述内业作业子模块得到矿山三维实景图的过程包括:

7.根据权利要求1所述的基于无人机机载激光雷达和倾斜摄影测量的矿山测绘系统,其特征在于,所述测绘模块包括匹配子模块和输出子模块;

8.根据权利要求7所述的基于无人机机载激光雷达和倾斜摄影测量的矿山测绘系统,其特征在于,采用小波阈值去噪方法实现所述降噪采用的方法对拼接后的图像进行降噪。

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【技术特征摘要】

1.基于无人机机载激光雷达和倾斜摄影测量的矿山测绘系统,其特征在于,激光雷达点云获取模块、实景三维获取模块和测绘模块;

2.根据权利要求1所述的基于无人机机载激光雷达和倾斜摄影测量的矿山测绘系统,其特征在于,所述激光雷达点云获取模块包括数据采集子模块、数据预处理子模块、点云图像生成模块;

3.根据权利要求2所述的基于无人机机载激光雷达和倾斜摄影测量的矿山测绘系统,其特征在于,所述预处理后的点云数据获取过程为:

4.根据权利要求1所述的基于无人机机载激光雷达和倾斜摄影测量的矿山测绘系统,其特征在于,所述实景三维获取模块包括外业作业子模块和内业作业子模块;

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【专利技术属性】
技术研发人员:邓利平朱涛魏波王敏张石科胡俊罗剑林
申请(专利权)人:广东省核工业地质局测绘院
类型:发明
国别省市:

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