Лазерное сканирование при создании карт для беспилотного транспорта
С постоянным развитием городского планирования, интеллектуального транспорта и автономного вождения растет спрос на создание высокоточных детальных карт. Традиционные методы создания карт больше не могут отвечать требованиям современного общества к точности и эффективности. Поэтому необходимы более продвинутые технологии для повышения точности и эффективности создания цифровых высоко детальных карт. Использование программного обеспечения LiDAR360 MLS предлагает инновационное решение этой проблемы.
1. Выполнение съемки
Для сбора данных используется мобильная геодезическая система LiMobile M1, смонтированная на автомобиле. В этом решении лазерные сканеры размещены под углом 45 градусов, это обеспечивает большую полноту съемки и снижение количества «мертвых зон» на поверхностях объектах по обе стороны дороги. Он также оснащен видеокамерой высокого разрешения для получения подробной фотоинформации об объектах. Система монтируется на крыше автомобиля с использованием стандартных кронштейнов, которые можно адаптировать к различным моделям внедорожников, что делает ее удобной для пользователя. Также есть возможность использования дополнительных сенсоров – таких как панорамные камеры, одометры, лазеры, расположенные в иных плоскостях и другие средства сбора пространственной информации, которые можно выбирать в зависимости от конкретных потребностей.
Внешний вид системы LiMobile M1, установленной на крыше автомобиля
2. Обработка данных
После завершения процесса съемки программное обеспечение LiGeoreference выполняет расчет положения и вывод материалов съемки буквально одним щелчком мыши, давая на выходе высокоточные облака точек.
Трехмерное облако точек – городской ландшафт
Трехмерное облако точек – дорожная разметка и прилегающие объекты
Трехмерное облако точек, расцвеченное в условных цветах с использованием информации об интенсивности отраженных точек.
Трехмерное облако точек в близких к реальным цветах, полученное с использованием информации с панорамной камеры
3. Высокоточное картографирование
Для создания высокоточных карт используется программное обеспечение LiDAR360 MLS, разработанное GVI, для интеллектуального извлечения и анализа трехмерных объектов из облака точек. Это программное решение может гибко интегрировать облако точек и данные изображений, полученных с помощью различных типов мобильных измерительных устройств, таких как автомобильные, размещенные в рюкзаке или иные схожие портативные устройства, доступные на рынке. Программное обеспечение выполняет структурную индексацию пространственной информации (даже для больших массивов точек), используя алгоритмы искусственного интеллекта. Также оно выполняет редактирование, извлечение, анализ и трехмерную векторизацию объектов на основании облака точек, обеспечивая высокую функциональность, быструю работу, интеллектуальную эффективность и удобное взаимодействие с пользователями. Компания сформировала полную производственную цепочку для обработки данных облаков точек на транспортных средствах, высокоточного картографирования, исследования компонентов дорог и технического обслуживания. Выходные данные программного обеспечения можно легко интегрировать с различными платформами ГИС, САПР и иными программными средами моделирования, которые широко применяются в области создания высокоточных карт, измерения фасадов, дорожной съемки и технического обслуживания городской инфраструктуры. LiDAR360MLS использует интеллектуальные алгоритмы для извлечения информации о форме объектов, эффективно переводя окружающий мир в цифровую форму. Конкретный процесс рисования выглядит следующим образом.
(1）Загрузите данные и выберите желаемый способ их отображения
Программное обеспечение поддерживает загрузку облаков точек, траекторий и растровых изображений, а также позволяет накладывать и просматривать несколько источников данных для измерений. В зависимости от требований анализа вы можете выбрать лучший режим отображения, чтобы лучше понимать форму и характеристики объектов.
Одновременный вывод на экран данных лазерного сканирования и фотоснимков
(2）Настройки слоев и конфигурация атрибутов
Программное обеспечение поддерживает возможность настройки свойств слоев и полей атрибутов для конкретного проекта, отвечая разнообразным требованиям различных отраслевых стандартов и различных типов приложений. Оно также позволяет настраивать стили слоев и предварительно определять информацию о содержимом полей для удобного редактирования атрибутов и ввода данных.
Интерфейс настройки параметров слоя и его атрибутивной таблицы
(3）Отрисовка формы дороги
Этот этап нужен для отрисовки границ проезжей части. Он может быть выполнен в полуавтоматическом или ручном режиме.
Детектирование границ дорожного полотна
Выполняется указанием левой кнопки мыши двух точек – стартовой точки, и точки, задающей направление детектирования.
Детектирование границ дорожного полотна
Полуавтоматическая отрисовка полосы движения
Возможно распознавание сплошных или прерывистых линии разметки. Для этого достаточно указать левой кнопкой мыши две точки: точку начала и точку в направлении распознаваемой линии, после чего происходит автоматическое распознавание и оцифровка разделительных линий полос (начиная с начальной точки).
Внешний вид инструментария автоматизированной отрисовки разделительных линий
Быстрая генерация осей полос на проезжей части
После оцифровки разделительных линий по обеим сторонам одной и той же полосы, одним щелчком мыши создается центральная линия полосы, при этом пользователь может выбрать сплошную или пунктирную линию.
Инструментарий отрисовки поверхности дорожного полотна
В основном он используется для векторизации различных дорожных знаков, таких как стрелки, пешеходные переходы, знаки ограничений скорости или запрета остановки.
（4）Инструментарий отрисовки поверхности дорожного полотна
В основном он используется для векторизации различных дорожных знаков, таких как стрелки, пешеходные переходы, знаки ограничений скорости или запрета остановки.
Полностью автоматическое извлечение дорожных знаков на дорожном покрытии
Автоматизированное извлечение дорожных знаков осуществляется с помощью технологии глубокого машинного обучения из больших объемов данных облака точек.
Инструментарий отрисовки дорожных знаков
Соответствие стандартам
Программное обеспечение содержит встроенные шаблоны знаков, соответствующих национальным стандартам, таких как знаки замедления, запрета разворотов и другие наземные знаки, которые можно использовать для автоматического сопоставления шаблонов с облаком точек. Делается это с помощью трехкнопочной мыши – пользователь указывает область в облаке точек, а затем напрямую получить векторизованные результаты.
Выбор стандартных знаков в соответствии с национальными стандартами
Пешеходные переходы
Указав три ключевых точки, выполняется оконтуривание разметки пешеходного перехода
Распознавание разметки наземного перехода
Указатели
После указания пользователем начальной и конечной точек стрелки, программное обеспечение самостоятельно определяет ее положение и направление.
Распознавание стрелок поворота, нанесенных на дорожное полотно
Предупреждения о возможных пешеходах
Пользователю достаточно указать две ключевые точки для векторизации знака предупреждения о пешеходах на проезжей части для создания соответствующего векторного объекта.
Векторизация предупреждающих знаков
Прочие знаки, наносимые на дорожное полотно
LiDAR360 MLS поддерживает создание таких объектов как стрелки, боковая разметка, разметка тротуара и прочие
Различные виды дорожных знаков, поддерживаемые ПО
（5）Отрисовка дорожной инфраструктуры
Детектирование дорожных объектов в один клик
Используя панорамные изображения, пользователь может выполнять автоматическую идентификацию дорожных знаков, крышек люков, экранов, автобусных остановок, светофоров, мусорных баков, уличных фонарей и иных объектов на дорогах.
Пример использования различных данных для детектирования объектов
Распознавание уличных фонарей
Уличные фонари пользователь может автоматически распознавать, используя указание их положения в один клик, или с помощью двух точек, отрисовки многоугольников или методов захвата/ Это позволяет автоматически извлекать из облака точек и рисовать тонкие вертикальные объекты, такие как фонарные столбы.
Отрисовка фонарных столбов
Добавление дорожных знаков
Выберите нужную фигуру для рисования, и превью рисунка тут же отобразится рядом с курсором мыши. Используя правую кнопку мыши, откройте диалоговое окно для настройки размера, и дважды щелкните, чтобы подтвердить выбор параметров знака.
Идентификация дорожных знаков
4. Экспорт результатов
Отображение полученных векторных данных в 3Д режиме (изометрия) совместно с облаком точек
Итоговая высокоточная 3Д векторная карта, полученная с помощью LiDAR360 MLS
Заключение
Использование LiDAR360 MLS дает пользователям значительные преимущества при создании высокоточных 3Д карт. С помощью мобильной картографической системы LiMobile M1 или LiMobile M1 Pro, установленной на автомобиле, можно эффективно получать детальные картографические данные, что открывает новые возможности для информационного обеспечения городов. Эта система может применяться не только в городском планировании и геодезии. Использование этой системы обеспечивает возможность получения достаточно детальной пространственной информации для развития новых технологий, таких как интеллектуальный транспорт и автономное вождение. Благодаря своей высокой точности и эффективности LiDAR360 MLS открывает новые возможности для создания ГИС-слоев и наборов пространственных данных.