一种基于平面特征的自检校误差模型研究及精度分析

针对基于点特征的地面三维激光扫描仪自检校方法需要建立检校场的问题,提出了一种通过拟合点云数据中平面几何特征来解算仪器系统误差参数的方法,构建并推导了该方法的误差模型公式,并通过实验对RIEGL VZ-400地面三维激光扫描仪进行检校。实验结果表明,经过系统误差改正后对平面的拟合效果要明显优于不考虑系统误差的拟合效果,从而验证了基于平面特征的地面三维激光扫描仪自检校方法的有效性和可行性。     

基于回光强度的地面三维激光扫描仪测距误差模型

地面三维激光扫描仪是一种新型测量仪器,其核心优势是非接触、速度快、精度高,应用领域非常广泛,而使用之前的设备检校极为重要。影响地面三维激光扫描仪测距精度的因素很多,本文的研究以地面三维激光扫描仪测距原理及误差来源为基础,提出一种稳健的曲线拟合算法对点云数据进行处理,建立了基于回光反射强度的地面三维激光扫描仪测距误差模型,经实验验证取得了良好效果。     

地面三维激光扫描仪的自检校模型研究

为使点云测量数据达到最大精度,必须对地面三维激光扫描仪进行检校.通过理论模拟测试,分析6个误差因子对扫描点坐标的影响,并进行模拟数值的检校模型验证.最后通过实例计算证明经检校后检查点点位精度提高,因此说明该方法能有效提高扫描仪的测量精度.     

地面三维激光扫描仪测距检校与精度评定

作为一项新的数据获取技术,地面三维激光扫描技术正被越来越多地应用于多个领域,同时也对该技术测量精度提出了更高的要求。本文根据六段解析模型设计合理有效的试验过程,拟对徕卡C10三维激光扫描仪的测距检校与精度进行评定,为提高今后地面三维激光扫描仪测量精度提供参考。     

地面三维激光扫描仪系统误差标定

介绍了地面三维激光扫描仪工作原理,采用自检校法对仪器系统误差进行标定并详细推导了自检校系统误差模型。利用徕卡HDS3000获取的数据进行分析计算,得到该仪器的系统误差值,同时对获取的数据进行改正,并通过检验点验证系统误差改正效果。实验表明,经过系统误差改正后,HDS3000扫描仪的测量准确度可以提高一倍,效果良好。     

地面三维激光扫描仪的检校与测量精度评定

针对地面三维激光扫描仪的测量精度评定问题,提出了利用比长基线检定场进行测距精度评定,利用多齿分度台进行水平角精度评定,利用室内检校场进行垂直角和点位精度评定。采用比长基线检定场方法,每个观测点布设稳固,且有强制对中装置,能够较好地减少其他误差的影响。采用多齿分度台利用全圆组合比较法进行水平角精度评定,该方法所用的角度标准器精度高,可溯源。基于Riegl VZ-1000的试验结果表明,本文所提出的方法对地面三维激光扫描仪进行性能评定可靠性好、稳定性强,对地面三维激光扫描仪的检校研究具有一定的参考和应用价值。     

3D激光扫描应用于开采沉陷相似材料模型观测

根据开采沉陷相似材料模型实验的特点,采用了三维激光扫描仪对开采沉陷相似材料模型进行观测,得到了测点的拟合与建模两种三维坐标数据,分析了模型的下沉曲线,实现了用三维激光扫描仪对开采沉陷相似材料模型观测新方法的研究.     

资源三号02星激光测高仪在轨几何检校与试验验证

我国在资源三号02星上首次搭载了一台用于对地观测的试验性载荷——激光测高仪,开展对地观测的激光测高试验。由于卫星发射时的振动以及入轨后空间环境变化等因素影响,激光测高仪的指向、测距等系统参数相对于发射前地面测量值可能发生变化,从而引起激光的平面和高程误差。本文根据资源三号02星激光测高仪特点,提出了一种基于地面探测器的在轨几何检校方法,该方法构建了以指向、测距为系统误差的严密几何检校模型,以激光测距值残差最小为原则,利用地面探测器捕获的激光光斑位置作为参考,实现系统误差参数高精度在轨几何检校。利用卫星在轨测试期间多个试验场数据进行检校后,以有关DEM数据作为地面参考比对,地形坡度小于2°区域内的激光点高程精度由检校前的100~140m提高到2~3m。利用平坦地区激光足印内少量GPS外业控制点进行验证对比,检校后激光高程测量的绝对精度优于1m。试验结果表明了资源三号02星激光测高仪在轨几何检校方法的有效性和正确性。     

GLS-1500 3维激光扫描仪系统误差检校

深入研究了地面3维激光扫描仪的系统误差来源,设计了三段法、水平序列标志法和垂直序列标志法,实现了对GLS-1500扫描仪加常数、水平角误差和垂直角误差的检校及修正,并分析了角度检校实验中标志中心提取准确度对角度检校结果的影响。     

地面三维激光扫描仪测距精度检校试验研究

地面三维激光扫描仪的精度对工程应用的影响以及对三维点云模型的建立与精度影响至关重要。根据六段解析模型设计合理有效的试验过程,采用徕卡C10三维激光扫描仪和拓普康测量仪器人GTS-902A获得试验数据,利用Matlab按照六段解析模型进行编程解算试验数据。研究结果表明：徕卡C10三维激光扫描仪在50m测距范围内精度在±4mm以内,超过50m距离精度呈离散趋势。     

基于地面三维激光扫描仪的塔式建筑物变形监测研究

针对传统变形监测手段面对高大的塔式建筑物时观测困难的问题,以云南大学呈贡校区塔式建筑物为研究对象,采用Leica P40地面三维激光扫描仪对其进行两期三维点云数据采集,经点云数据绝对定向、拼接与融合等数据处理后,构建两期点云数据模型,对两期数据进行模型拟合与点位差异分析.结果表明:该塔式建筑物整体未发生明显水平位移与沉降,墙体表面存在脱落可能.该结论表明基于地面三维激光扫描仪的高塔建筑物形变分析可行.     

TLS室内规范检定场自检校

根据中华人民共和国2013年5月发布的《JJF 1406-2013地面激光扫描仪校准规范》规定的静态地面激光扫描仪的校准方法。借助山东科技大学学术先进的硬件资源,结合此规范对影响地面三维激光扫描仪性能参数的校准进行了深入研究,并通过实验进行了方法改进和数据验证,清晰明了的解释了2013年颁布的新规,为三维激光扫描仪的使用提供是参考依据。     

罗德里格矩阵对自检校误差模型精度影响的研究

基于布尔莎空间坐标转换的自检校误差模型,旋转参数的线性化要顾及角度的象限问题,计算过程繁琐且计算量大,而罗德里格矩阵的应用能有效地提高自检校误差模型的效率和精度.本文对新自检校误差模型进行了详细推导,并提出了新模型有效性评定的方法.通过0.5″级全站仪和三维激光扫描仪同步采集数据,分别利用两种模型进行数据处理和对比,确定新自检校误差模型的实用性,验证了基于罗德里格矩阵的自检校误差模型的可行性.     

地面三维激光扫描的系统误差模型研究

以地面三维激光扫描的观测方程为基础,建立地面三维激光扫描的系统误差模型,利用空间坐标转换的方法实现系统误差模型的整体解算,最后以脉冲式地面三维激光扫描仪为例进行试验,并对系统误差进行解算,验证系统误差模型的正确性。     

地面三维激光扫描仪水平角精度检校试验研究

地面三维激光扫描仪扫描数据的精度主要是由测距精度和测角精度共同决定的,因此水平角精度研究非常重要。采用徕卡C10三维激光扫描仪与中纬ZT80全站仪为试验设备,分别获取了三种距离条件下扫描数据与全站仪观测水平角数据。将全站仪观测角度值作为基准,利用Matlab软件编写程序对扫描数据解算,并采用相同数学模型对Matlab解算结果进行了笔算验证,研究结果表明：在30m、60m、90m距离时徕卡C10三维激光扫描仪水平角精度不同,显然水平角精度随距离不同而变化。     

相位式地面三维激光雷达实验室检校

建立了地面三维激光雷达系统误差的基本模型和参考模型,推导了平差模型。综合物理意义和经验的系统误差,利用实验室检校场,对相位式地面三维激光雷达FARO Focus3D进行了检校实验。实验得到了FARO Focus3D的系统误差改进模型,并验证了其有效性。     

重载铁路检测装备中三维与二维激光扫描仪检校方法

重载铁路的线路运输量大、承受载荷大、线路磨损劣化快,为保障运输安全,需要高频次、常态化地对线路进行静态检查和测量。基于轨道的移动三维激光系统可快速扫描、高效获取铁路通道三维实况,是一种新型的重载铁路基础设施测量检测的手段,但受限于三维激光数据精度低、无法满足对轨道轮廓进行精准测量,本文设计了一种集成三维相位式激光扫描仪和二维线激光扫描仪的重载铁路检测装备,提出了三维与二维激光扫描仪的检校方法。试验结果表明,该方法可实现三维激光数据与二维线激光数据优于2 mm的精准融合,为后续基于毫米高精度三维激光的铁路基础设施一体化综合测量与分析奠定了良好的数据基础。     

基于三维激光扫描的校园建筑物三维建模研究

"数字校园"建设是科技发展的必然趋势,为加快这一进程,本次研究将地面三维激光扫描技术应用到大学校园。本文以Z+F IM AGER 5010c地面三维激光扫描仪采集到的吉林建筑大学基础实验楼数据为基础,运用3ds max、Auto CAD、Point Cloud等建模软件建立三维模型。同时将依据点云数据建立的实体模型与实际测量数据进行对比和精度分析,验证了地面三维激光扫描仪在建筑物三维模型建立中的精度和可靠性。     

三维激光扫描支持下的复杂异型建筑物测量

针对传统工程测量对异型建筑物测量的局限性,利用地面三维激光扫描仪对复杂异型建筑物中央电视台新址大楼进行了测量;介绍了扫描仪的主要组成和作业流程,重建了建筑物三维立体模型,通过扫描仪和全站仪对圆形特征反射靶标的测量数据比对,评估分析了扫描仪测量精度。研究结果证明了三维激光扫描技术应用于复杂异型建筑物测量的可行性。     

地面三维激光扫描系统现状及发展评述

介绍了地面三维激光扫描仪的工作原理、特点以及目前国内市场上主流地面三维激光扫描仪的性能指标,分析了其中存在的问题;进一步指出当前地面三维激光扫描仪硬件系统研制和数据处理中亟待解决的问题,以期对国内用户在仪器选型和使用时提供帮助,对我国地面三维激光扫描仪硬件系统研制和数据处理软件开发提供借鉴和参考。