滕长胜:移动测量的逆袭

3sNews2015-06-10 16:38:22

摘要: 立得空间信息技术股份有限公司移动测量事业部技术总监滕长胜进行了以“移动测量的逆袭”为主题的演讲。滕长胜回顾了中国移动测量的15年发展历程以及立得空间移动测量事业的发展。立得的实景三维解决方案覆盖了智慧城市应用的8大领域,应用于200多个城市。

  6月10日,北京国家会议中心,以“构筑地理信息新生态”为主题的2015年全球地理信息开发者大会 (WGDC)在此拉开帷幕。WGDC自2012年起开始举办,四年时间里,伴随着中国地理信息产业的快速发展,WGDC已经成为位置与空间领域最具影响力的技术创新盛会。

滕长胜:移动测量的逆袭

  在会上,立得空间信息技术股份有限公司移动测量事业部技术总监滕长胜进行了以“移动测量的逆袭”为主题的演讲。滕长胜回顾了中国移动测量的15年发展历程以及立得空间移动测量事业的发展。立得的实景三维解决方案覆盖了智慧城市应用的8大领域,应用于200多个城市。他指出,立得空间的移动测量核心技术是惯性导航装置和PPOI,包含世界公认的数学难题的紧密组合核心算法;核心技术还体现在集成测试上。以下为演讲实录。

  滕长胜:大家下午好,由于有一个重要领导到我们公司参观,郭晟领导来不到这边,今天由我代他作报告。这个报告叫做移动测量的逆袭。大家对移动测量比较了解,对逆袭也比较了解,以前讲逆袭都说屌丝的逆袭,但我们自己不是屌丝,只是说我们以前移动测量发展到一个阶段之后,现在有新技术作为突破以后,为市场上提供更多的一个服务。今天我来分享一下这方面的一些工作。

  我通过下面三个点作报告,第一、立德空间上世纪90年代中叶的时候,由两院院士李德仁先生,他认为近景四维测量在中国发展的非常成熟,想把这方面的技术引入到国内,1995年申请到国家自然科学基金的支持,我们开始研究中国自己的移动摄影测量的技术。从1995-1999年,一直是以武汉大学重点实验室为这样一个身份,主要研究移动测量的关键技术。1999年为了配合这项技术在中国的产业化,后来形成现在的立德空间这样一个企业。企业在成立之初,就是为了把中国的摄影测量做到世界上去。

  这个大家都了解,我们的移动测量现在主要是分为两个方向在发展。第一、基于CCD全景的立像机,然后采集很多带有重叠度的影像,用前锋交汇的方法测量道路量变的POI的信息,重点在于测。还有另外一种,随着互联网、移动互联网本身的发展,以Google他们在国外为代表,在国内我们以立得,腾讯,或者百度这些企业为代表,做了很多关于实景化的工作,并不是前面讲的以测绘为基础,但是它是用了一个测绘的技术,用了信息化的一个技术。目前是把现实世界,真实的还原到信息系统里边,变成一种百姓所喜闻乐见的一种方式进行展示,不同与以前讲的三维,我们把这种叫做实景三维系统。

  2004年的时候,立得经过四到五年的潜心研究,攻克了移动测量的核心技术。我们认为移动测量的核心技术在于如何给采集设备,高精度的定它的位置和定它的姿态。因为我们都知道,要进行测量,我们都用的是坐标的方式进行测量。2004年的时候,我们攻克这项技术之后,在黑龙江省测绘局组织进行了一个生产的鉴定,到2006年开始,立得当时提出一个真图的概念,就是真实世界是什么样,现实世界是什么样,我们把它还原到电脑的信息里面去,当时就说能否研究一种测绘的产品,无须借助测绘测量,逐步把地理信息的测量用车的方法来采集。这个技术一直到2008年之后,随着市场行业对这项技术有很多的认可,逐渐把这项技术的数据,例如应用到城管、公安,还有相应的旅游,还有一些国土测绘的一些方面。当时为了配合数据本身的生产,我们形成八大事业部的一个应用领域。刚才这个基本上可以代表整个移动测量在中国发展的趋势。

  我们回顾一下这样的历史,一个技术的发展是有一定的历史渊源的。首先,很多人都想步入一个真实还原于现实的一个愿景。所以,从1999年一直到2015年,到立得现在做出来便携式的移动测量系统之前,一直在向一个弯曲的道路曲折的前进。

  下面我介绍一下基于这个移动测量的核心技术。第一、我认为移动测量要进行发展,首先必须要解决高精度的定位定置系统,但是由于惯性导航系统在部队用的比较多,所以对我们有禁用的限制。所以,2004年之前,立得大部分精力花在如何把惯性导航系统和GPS系统做高精度的组合,形成高精度的定置定位的系统的工作。经过这么多年的努力,我们也形成了自己的一套体系,形成自己的PPOI,可以做GPS北斗与惯性导航系统的一个组合。这个现在是采用了全国产的一些软件系统和硬件的一些装备,最重要这个组合系统必须解决一个问题,如何把GPS和北斗的型号和MU所测量出来的加速度,角速度进行融合。我们知道很多情况下GPS数据会失损我们会用紧密组合的方式减少城市森林地区由于GPS信号不稳定,或者失损导致的精度下降的形式,我们做了一个对比,基本上可以达到千分之二点五的精度。

  然后,移动测量除了解决高精度的定置定位的问题,我们需要把高精度定置定位系统,激光扫描仪,CDD相机,全景相机,历程器,这些所有的装备要集成在一起,使他们每一个都能发挥自己的用途。这时候就需要我们拥有非常严密的工艺把它们集成在一起,并对每一个系统产生的系统的集成误差进行精密的标定,标定就需要有一个严密的工艺,这个工艺就是从我们本身的器件选型,我们买了一些陀螺,陀螺怎么测量,可能需要用高精度的展台对所有系统参数进行标定,标定了以后,可能会得到一个非常好的误差补偿值,后来我们还可能做一些淋浴的实验,保证这个系统在任何环境下都能够达到在实验室的实验。室内标定之后我们必须把这个系统放在野外的情况下进行相应的工作类的一些实验。我们通过高清仪器的专项,给立得投资了大概三四千万,建立了一个移动测量的实验室,包括高低温的,能进行温控的一些高精密的一些设备,还有相机本身标定的设备,对激光本身标定的设备,只有拥有这样齐全的流程和实验环境,我们才能造出来可靠的、稳定的一个高精度的移动测量系统。

  还有移动测量本身并不只是数据采集的,必须在数据采集,数据处理,数据编辑,数据存储以及数据应用,各方面都要有相应的软件系统,或者相应的工艺进行组合,才能形成我们整个移动测量的全流程解决方案,这就是立得本身的全流程移动测量解决方案,我们把移动测量的概念进行了相应的扩大,除了我们本身以前讲的陆地的移动测量,是基于车的,现在很多情况讲倾斜摄影,我们认为倾斜摄影也是一种移动测量,只是它的平台变成了飞机。还有可能在地面上要测量的一些控制点,把这些信息测完之后,我们有一个强大的生产软件,是分布式的生产软件,可以对相应的影像数据做处理。这个软件本身是基于立得的一个生产云平台做的,我们与四川测绘局合作,他们处理的数据调度的效率比以前要提高大概在5倍左右。除了生产之外,我们要进行相应的应用发布的系统,把这个像国防、公安、城管行业中去。下面是各种各样数据采集的装备,采集的方式。倒数第二层,涉及到这些数据来了之后,我们可能有时交原始数据,原始数据加工过程叫过程数据,过程数据加工完叫中间成果数据,这些数据有的是结构化的,有的是非结构化的,要全部汇集到云平台的数据管理层,把这些数据一起进行管理,进行方便的调度。这里边有几个特点。第一、我们支持内存计算,现在有一种,以前讲的是云计算就是进行事物性计算,数据都采集完了再进行计算,再进行分析。现在有很多应用场景,例如公安的视频,很多情况下,视频数据调用完了,加入是犯罪分子,必须对它进行实时的识别,所以云平台集成了一个内存计算的功能。还有云平台相应的服务发布。

  陆基移动测量不适合做基础测绘,他们的原理是一层一层的控制下去,得到精度均匀的测绘成果。第二、测量精度受到GPS信号的影响,受到CCD与对象之间本身距离之间的影响,所以它的精度本身在这个过程中不断的进行变动。所以,我们觉得移动测量是一种信息测绘,不适合传统的那种工程性的测量。并且有相应的一些测量中的遮挡,非全要素测绘做不了。

  2015年我们提出来一场想走就走的“测”,如果你有闪电侠这样的设备,世界那么大,我该去测测,这样的一个效果。这个设备有一个特点,它除了在车上用以外,因为它集成了一个高精度的贯导,再加上超强远距离的激光扫描仪,搭配我们的倾斜摄影吊仓做倾斜摄影数据与激光数据的融合,形成非常好的三维模型的效果。左下角有一个IMU,这是我们新研制出来的一个,这个IMU的精度大概是0.003度的姿态,加上0.005的航向,但是重量5.3公斤,我们这套系统,飞行完了,所有的影像已经带了高精度的位置姿态,除了做到看,也能做到测的结果。这是我们承担了国家的一个重大仪器专项,它是把我们现在的高精度定置定位系统用在航空上,基本上填补了国内空白,我们也对室内测量做了相应的工作,类似于室内的高清的街景,满足O2O这种模式对于室内环境信息了解的需求。

  立得做了十几年,有200多个城市,有超过10P以上的数据。移动测量的“心经”,移动测量是为信息测绘而生,并非为基础测绘而生,所以我们不赞同用移动测量的方法测地图这样的一种模式。索象于图,索理于书,我们会利用移动测量对位置姿态做更好的还原,谢谢大家!

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