Page 25 - 测绘与空间地理信息研究

第二章 地面测绘技术

续表 2-1
传感器类型 优势 缺点
①精度高、速度快； ①价格昂贵；
LiDAR
②计算量小，实时性强 ②不适合恶劣的天气
①快速响应； ①存在零偏；
IMU ②不受成像质量影响； ②低精度 IMU 积分位姿发散；
③可估计绝对尺度 ③高精度价格昂贵
①能量消耗缓慢、传播距离远； ①分辨率低；
超声波雷达
②测距方法简单，成本低 ②不适用于高速运动
①抗干扰能力强； ①不适用于静态对象；
毫米波雷达
②具有全天候、全天候能力 ②多重波段并存的环境下影响极大
①全球统一的三维地心坐标； ①存在 GNSS 信号失锁情况；
GNSS
②功能多，应用广 ②刷新频率低
通信系统负责测量机器人与地面站、遥控器及其他测量机器人之间的通信，
包括传输控制指令、传感器数据及地图信息等。测量机器人的通信功能可以通过
Wi-Fi、5G、蓝牙、微波等技术手段实现。
②感知层。感知层是测量机器人理解外部环境信息，掌握局部目标运动态

势的功能模块，在获取多源传感器数据的基础上，通过对数据的分析、认知与表
达，辅助决策层进行任务制定与相应的路径规划。根据职能的不同，感知层主要
分为定位、识别与预测 3 个模块，其中定位模块的主要任务是借助传感器获取的

信息，计算得出测量机器人在当前环境中的精确位置与运动状态。定位模块中通
常使用多传感器融合技术保证定位结果的稳定、准确和实时性；场景识别模块根
据多传感器获取的场景信息，进行场景分类、目标检测与语义分割，使测量机器
人建立对周围环境的认知与理解。预测模块在定位与识别模块的基础上，通过分
析场景中的动态目标，预测其未来多种可能的运动状态，为后续的决策规划提供

可靠依据。
③决策层。决策层的主要任务是根据感知层获取的场景信息，结合实际的测
量任务，对任务进行可行性及风险性评估，决定下一步的作业模式并规划出最优

的作业路线。按照职能不同，该层可以分为风险评估、路径规划、多机协同及外
部协助 4 个模块。风险评估模块的主要任务是在顾及测量平台续航能力及软硬件
运行情况等状态指标的前提下，依据周围场景信息，对任务的可行性及风险性进
行评估，判断是否继续执行任务或是否申请外部协助。路径规划模块是在感知层
获取的场景信息的基础上，结合测量任务的目标，根据移动平台的动力学模型规

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