铁路激光扫描测量系统VMS-Rail
系统介绍
VMS-RAIL是一款用于轨道测图和净空测量的高集成度移动激光雷达测量系统。系统集成三台激光雷达、惯组和视觉系统,能够实现高效率、高精度以及丰富特征的数据采集。
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移动测量系统是解决公路、铁路等带状测图的重要测量手段,他具有高效率、高精度、无接触的测量特点。与传统的测量不同,激光雷达采用遥感式测量的方法,作业人员无需暴露在铁路上作业,极大的降低了人员作业时的风险。近些年来,随着激光雷达技术的蓬勃发展,移动测量系统已经非常成熟,已经和GPS、全站仪一样,成为了测量人员的常备测绘手段。
系统组成
该测量系统由车外采集系统和车内控制系统两大部分组成,其中车外采集系统由三台KS2900lite高性能激光雷达(数量可配置)、两台可见光相机(数量可配置,最多六台)、一台光纤组合导航、一套传感器同步控制与传输总成四部分组成,车内控制系统由车内控制与数据处理单元、数据采集软件和平板电脑三部分组成。
性能指标
技术指标 |
指标参数 |
备注 |
激光发射频率 |
最大3MHz |
3台 |
最大测距 |
100m@20%反射率 420m@60%反射率 |
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最小测距 |
<1m |
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回波次数 |
5次回波 |
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绝对精度/相对精度 |
10mm/5mm |
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视场范围 |
360° |
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扫描线速度 |
600 线/秒 |
3台 |
定位精度 |
1 cm+1 ppm |
后处理 |
陀螺零偏稳定性 |
0.01 °/h |
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数据刷新频率 |
200 Hz |
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滚转、俯仰精度 |
0.005° |
后处理 |
航偏精度 |
0.01° |
后处理 |
相机 |
工业相机/全景相机 |
可选配 |
有效像素 |
500万/1200万/3000万 |
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输入电压 |
220V AC |
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防护等级 |
IP67 |
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工作温度 |
-20°C - +50°C |
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存储温度 |
-25°C - +55°C |
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系统关键技术
- 高性能、工业级激光扫描传感器研制技术;
针对铁路需求定制高精度、高性能激光扫描传感器,激光测量点频达到2MHz,扫描线频达到250线/秒,测距范围覆盖1.0~1000m,满足大范围、高速、高动态的高精度、高密度点云数据获取;
- 无GNSS辅助的高精度组合导航位置姿态测量技术;
自研高精度组合导航定位定姿融合处理算法,以定制化高精度光纤/激光IMU测量单元,DMI里程计数据及GNSS定位信号等多元数据为基础,解决了铁路沿线GNSS信号差或隧道无信号条件下,惯组辅助位置与姿态的高精度测量技术,获取高精度的位置姿态轨迹数据;
- 多传感器集成及高精度时空同步技术;
系统功能及特点
1) 可采集铁路设施、铁路网结构、周边植被等,能够实现快速安全的数据采集,对网络调度干扰小;
2) 集成3台高性能V900激光雷达,采用交叉扫描线设计,具备前扫/后扫能力,使扫描阴影最小化;
3) 3MHz 超高激光脉冲发射频率, 600线/秒的扫描线速率,360°全视场扫描,扫描精度可达8mm,时速160km/h条件下支持快速高密度点云数据采集;
4) 集成高精度光纤组合惯导测量系统,绝对定位精度优于5cm;
5) 集成高分辨率工业相机(可选),影像和点云可以进行融合处理,生成线路实景三维点云模型;
6) 车规级激光雷达单元,防护等级IP67,可在苛刻条件下长时间工作;
7) 模块化设计,适配不同车型,易拆装,车外采集系统和车内控制单元仅通过一根电缆连接。
铁路成果
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