激光雷达技术助力智慧交通发展

一：

现有公路管理面临的挑战

桥下、斜坡上、危险边缘，数据采集费时费力，风险大；

事故处理难度大，容易出现大面积拥堵，事故处理车辆难以进入现场；救援物资难以送到救援现场；近距离连续追踪事故车辆困难；

检验工作量大，效率低；

条件恶劣危及人身安全。当遇到地震、洪水、海啸、暴风雪等自然灾害时，地面交通全部瘫痪，如果有人驾驶飞机、直升机进入，会危及人们的人身安全。

多地交通局同步启动路面病害防控工作，出台路面养护政策。路面改善已成为一项关键工程。智能巡逻系统已经成为高速公路巡逻的新趋势。

二：

传统人工巡检与机器巡检的比较

传统的人工巡线方式，通过养护人员手持仪器，驾驶桥梁检查车，或者肉眼检查路面病害，工作量大，费时费力，效率低；在桥下、危险的悬崖等地方采集数据可能会危及人身安全。

航测巡查法，通过无人机多样化吊舱采集道路数据，操作灵活方便，成本低，监控范围广，被广泛采用；然而，无人机在隧道中的路径规划和在桥底的平稳飞行仍然是两大难题。

航测技术的应用优势

人力物力投入少。中央控制室可以实现车队的远程操作，多负载传感器和自动数据处理反馈，从而节省人力资源和车辆。

更高效的运营能力。每架无人机可远程起降，单次飞行里程5-20km，节省了无人机返航和人员转场的时间。通过区域整体检查和复杂道路综合检查，实施效率提高30%。

更快的工作响应和更及时的结果反馈。只要天气条件允许，就可以执行计划，一键启动任务。结果可在短时间内返回，实现交巡警实时服务模式。

更安全的安全系统。融合多种先进技术，具有气象监测、安全防护、状态监测、实时通信等功能，满足安全法规要求。

无人机巡检新模式的应用，提高了道路全生命周期的应用数据采集和巡检控制力，大大减轻道路交通维护压力，快速保障安全稳定运行。

实现“远程异地、无人自动化”的集约化工作思路。

三

航测技术在公路行业中的应用

在公路设计中，航测技术可以提供各种航空数据(视频、正射影像、机载激光点云、三维实景模型等。)针对公路设计，可在工程可行性研究、初步设计、施工图设计、BIM设计阶段应用。

在施工监理方面，将无人机引入道路施工现场管理，不仅可以节省人力，还可以减少现场人员数量，提高监理效率。同时，无人机也拓展了人力监管的范围，使得监管工作更加细致全面。

在运行监控方面，无人机可以挂载摄像机、摄像机、雷达等载荷，可以快速、周期性地对道路交通运行状态进行巡逻，获取道路拥堵、实时路况、运行趋势等信息。

在应急救援方面，无人机用于应对异常天气(如雨天、台风等。)或突发交通事故，如快速部署、实时响应、应急救援、灾害/事故调查、应急救援、现场指挥等。

在维护方面，无人机的应用还处于初级阶段。可应用无人机巡逻，结合边缘和云端进行AI识别计算，自动识别相应事件/隐患。厘米级高分辨率巡视图像的智能识别，可以辅助或部分替代人工巡视。

四

激光公路智能巡检的应用

4.1.公路无人机巡检的技术路线

4.2.基础地理环境数据采集

无人机用于对公路沿线的道路地形和建筑物场景区域进行高精度三维建模，如斜坡、桥梁、收费站等。，最后是lidar点云数据、数字正射影像图(DOM)、数字高程模型(DEM)、3D模型等基础底图数据。可用于无人机近距离固定巡逻航路规划和2D三维可视化显示。

4.3.车载激光雷达

道路沿线环境复杂，无人机在部分区域巡逻困难。集激光雷达传感器、高精度定位模块和图像/视频采集镜头于一体的车载一体化激光雷达和图像采集系统，安装在SUV车顶，沿路巡逻。作为无人机巡逻和人工巡逻的有效补充，可为道路交通设施和周边城市环境提供三维和图像数据采集，记录道路空间、设备工作状态、车辆行驶状态、路面状态和交通的三维结构状态。养护人员可以对构件点进行高精度三维定位测量，现场识别路面病害和位置。

4.4.路由计划

针对桥梁、斜坡、隧道、山体等复杂环境，采用高精度激光点云方法建立公路沿线三维模型。通过标定巡视组件，提取关键特征的空间参数，实现拍照点和轨迹的半自动生成。生成无人机巡逻路线，大大提高了公路巡逻的效率和智能，引导无人机按照预定路线飞行，实现基于RTK技术的高精度飞行精度，规避空间障碍物，近景拍摄，满足无人机巡逻安全标准要求。

4.5.利用激光雷达提取道路特征

以道路三维激光点云数据为基础，通过提取地物绘制专题地图，通过自动和半自动作业方式对道路基础数据进行矢量化，构建道路数字化双基地，可实现高精度地图制作、道路构件清查、道路勘探设计与改造、路线规划与仿真，有助于提升道路信息化建设与管理水平。