機載激光雷達將架在起落架上
機載激光雷達原理圖
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險。
近日，在成樂高速擴容改造上百公里的測量中，四川省交通運輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院首次應用機載激光雷達掃描技術(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，在彭山通用機場，一架小型直升機搭載著激光雷達騰空而起，飛向成樂高速擴容A3標段上空，進行空中掃描。這是在四川省高速公路改擴建工程中的首次應用，也標志著人工斷道測繪的傳統(tǒng)方式將逐漸成為歷史。
激光雷達被架在直升機起落架上，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)碼相機和一個叫IMU的設(shè)備，相機鏡頭朝下，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”就像雷達的平衡器官，隨時感知著雷達的姿態(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，對地面進行精確測量。
激光掃描器和相機是獨立的兩個系統(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，如果把雷達的傳感器比作耳機和麥克風，放在直升機機艙的存儲器則是一部“手機”，收攬所有測量結(jié)果。
由于直升機震動比較厲害，雷達的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，飛機往前飛，每秒數(shù)百萬激光點呈“之”字形分布，就把需要測量的區(qū)域都覆蓋了。
但飛機要飛直線，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，激光雷達掃描技術(shù)不成熟時難以運用，近些年才興起。目前，此項技術(shù)已應用于新機場高速高架的底層道路和廣元到平武高速公路等的測量，高速改擴建項目是第一次。測繪分院負責人告訴成都商報記者，以后成南高速、成綿高速、成溫邛高速的擴容都可能用到激光雷達掃描技術(shù)。
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