平坦区域等密度激光点云数据获取方法

基于激光点云分布原理,通过试验确定合理的分区扫描方法。利用徕卡C10扫描仪以单站方式进行整体和分区扫描对比试验,针对条带状区域和矩形区域分别采用多站扇形分区和多站环形分区扫描方式获取激光点云数据,并对激光点云数据进行处理与分析。研究结果表明：在平坦区域分区扫描方法可以获得等密度激光点云数据,具有扫描时间较短、文件字节数较小的优势,分区扫描方法具有较好的应用前景。     

基于VLP-16激光雷达的360°全站式激光扫描仪设计与实现

激光扫描仪因其高效的数据获取方式和较高的精度被广泛应用于三维信息获取,其三维激光点云数据成果可生产多种测绘产品。其中360°全站式激光扫描仪具有全视场扫描能力,应用场景非常广泛。目前常用的三维激光扫描仪因其成本太高,限制了三维激光测量技术的大范围应用。本文利用Velodyne公司生产的VLP-16激光雷达结合电子水平度盘、电子三轴补偿器,设计并实现了一款360°全站式激光扫描仪,利用Windows系统平台开发数据处理软件,对扫描数据进行实时存储与事后处理。试验表明,该激光扫描仪测距精度3 cm,测角精度小于0.3°,具有静态测量能力,同时硬件成本较低,可以大范围推广应用于室内测量、盘煤等生产领域。     

双通道三维成像激光雷达技术研究

激光雷达作为一种三维测量系统,通过采集的激光测量点(点云)对测量区域实现三维测量覆盖。由于三维测量覆盖的网格密度受测距范围、激光发射频率、扫描角度和扫描频率等因素限制,单通道激光扫描难以完成高网格密度三维点云数据采集。为探索提高激光雷达扫描点云网格密度的有效途径,本文建立了激光雷达双通道扫描系统模型,分析了该模型的双通道三维测量的实现机理,设计了双通道机载激光雷达扫描演示系统。通过对比目标地物的实际扫描试验结果,验证了双通道激光雷达扫描仪的系统可行性和获得更高分辨率、更完整测量区域表面三维点云的能力。     

三维激光扫描仪高度对地面点云数据质量的影响

三维激光扫描测量中,扫描仪扫描高度对点云数据质量有一定的影响。本文通过现场试验,获取了距扫描仪中心5～250 m距离范围内的点云数据,分析了扫描高度对特定地物LiDAR点云数量、靶标点位精度和靶标反射率的影响。结果表明特定地物点云数量随扫描高度增加而增加,增幅为2.8%～36.6%;竖直方向上点云点位精度和靶标反射率随扫描高度增加而提高。靶标反射率随入射角β的增大而降低,在60°～75°范围内下降速度最大,而在80°时靶标反射率趋于稳定。     

移动式三维激光扫描仪在地下管廊测量中的应用

针对传统地下管廊测量方法中存在的作业效率低、精度差等问题，笔者试验了一种基于移动手持扫描技术的地下管廊测量新方法。本文以济南市福地街旁某地下管廊为例，制定了可行的测量方案，通过GEOSLAM ZEB-REVO移动式三维激光扫描仪获取点云数据，采用Trimble Realworks软件进行数据后处理，并与全站仪测量结果进行对比分析。结果表明，移动式三维激光扫描仪在地下管廊测量中可以明显提高作业效率且满足测量精度要求，具有较好的应用前景。     

三维激光扫描技术在市政道路工程断面测量中的应用

传统的断面测量方式工作效率较低,外业测量人员工作强度大,其测量的密度精度不高,速度很慢,对于一些要求高密度、危险无法到达的地段就无法测量。三维激光扫描技术的特点是扫描速度快、分辨率高、非接触式测量,利用三维激光扫描技术可以快速地获取被扫描物体表面的纹理和色彩,在市政道路工程断面测量中应用三维激光扫描技术,不仅能提高外业作业效率,减少外业测量人员的工作强度、避免危险情况发生,也能提升工程项目的内涵。本文利用LEICA P40三维激光扫描仪扫描道路获取道路点云,研究利用道路点云数据绘制道路纵横断面的作业流程、方法。     

影像密集匹配技术辅助三维激光扫描仪对点云的提取

地面三维激光扫描仪根据现场地物分布自由设站扫描,基本能完成扫描区域点云数据的获取,但在一些遮挡物较多、地域狭小或设站困难、信号反射较弱的区域,常规扫描受到限制,采集的点云容易出现数据漏洞。通过一个小型边坡扫描为例,扫描同时使用常规数码相机进行辅助拍照,经过影像密集匹配计算后,提取出相应区域的点云数据,配合地面扫描仪完成对遮挡区域点云的获取。     

地面三维激光扫描站点的快速选择方法

在地面三维激光扫描中,站点的选择直接影响到外业数据的采集效率和后续内业数据处理速度,为了能够快速地在外业工作中进行站点的设置,本文基于通视分析的原理,利用测区已有的DEM数据,对给定的扫描架站位置,给定的水平视角、垂直视角以及指定的范围半径,分析出该设置点位置能够扫描到的区域,对地面三维激光扫描仪外业设站的站点进行选择,最后得到一个合理的站点布设位置。实验结果表明,采用该方法能够一定程度地降低野外扫描站点的布设站数。     

低成本三维激光扫描仪的设计与实现

三维激光扫描仪是目前三维空间信息获取中最先进的仪器,但商业三维激光扫描仪价格昂贵,限制了其广泛应用。本文利用二维激光扫描仪、角度编码器与精密转台设计了一款低成本中距离三维激光扫描仪,系统介绍了其扫描原理、硬件组成及软件实现,并对室内场景的扫描和平面特征识别进行了定性分析,还通过平面拟合与点位精度测试进行了定量分析,结果显示所得激光扫描点云数据质量较好。     

地面三维激光扫描技术在公路建模中的应用

为解决传统技术获取公路数据效率低,数据不够精确与详细的问题,本文提出了将地面三维激光扫描技术应用于公路建模的数据采集方案和数据处理方法。根据地面激光扫描的特点和公路建模要求,设计出按最佳扫描距离进行分段设站、分块扫描的数据采集方案。经过点云配准和滤波等预处理后,利用点云几何信息进行了数字表面模型、等高线、纵横断面等模型生成。本文以Trimble GS200地面三维激光扫描仪为例对高速公路路面进行数据采集,以Realworks Survey5.0作为建模工具进行路面建模。结果表明采集方案能提高获取原始数据的效率,并且保证了数据质量,降低了数据处理的复杂程度。     

三维激光扫描仪在道路竣工测量中的应用

三维激光扫描仪在道路竣工测量中的应用相对于常规作业方式极大地提高了作业效率,降低了外业劳动量和劳动强度。由于三维激光扫描仪能够迅速采集大量的点云数据,实景再现了测区的地形地势,相对于传统的作业方法具有无法比拟的优势。全文概略介绍了三维激光扫描技术的工作原理,详细介绍了三维激光扫描技术在道路竣工测量中的内外业作业方法,同时进行了多方面的精度检验,为三维激光扫描技术在其他相关工程中应用的提供了很好的借鉴作用。     

三维激光扫描技术在变形监测中的应用

随着激光扫描硬件设备的升级优化,三维激光扫描仪与其他设备更加易于集成,数据采集简单迅速,可实时处理点云数据,快速构建三维模型.与传统变形监测方法相比,将三维模型用于变形监测更加全面,自动化、智能化强度高,实时性好,且精度高.本文简单介绍了三维激光扫描系统的国内外研究现状、工作原理和分类,与传统变形监测方法作了比较,详细分析了三维激光扫描系统在变形监测中的应用.     

地面3D激光扫描仪反射标靶中心求取方法研究

介绍了三维激光扫描测量的原理和误差来源,研究了Trimble GX 3D扫描仪配备的特质激光反射标靶中心点求取方法,实现了标靶中心点坐标的求取。     

3维激光扫描技术在工程应用中的精度探讨

介绍了3维激光扫描仪的原理及获取转换3维坐标的原理,通过3维激光扫描技术在工程中的应用实验;对3维激光扫描技术提出了一点总结性看法。     

Trimble三维激光扫描在玻璃幕墙设计及安装中的应用

三维激光扫描技术是近年来兴起的一种测量技术,并且正在飞速地拓展其应用领域。笔者尝试将三维激光扫描仪用于玻璃幕墙的设计和安装,阐述了其工作流程和测量的方法,取得了较好的效果,尤其对于异形结构大范围玻璃幕墙设计及安装,明显具有工作效率高、测量精度高的优点,同时还可以提供三维可视化图形,对于同类工程的设计和施工,具有较好的借鉴意义。     

三维激光扫描技术在土石方量测量中的应用

简要介绍三维激光扫描仪的工作原理,测量土石方量的基本步骤及土石方量计算的基本原理。结合四川省大邑县出江镇矿堆测量实例,计算出土石方量。结果表明,相对于传统测量方法,三维激光扫描技术更具优势。     

目标颜色和入射角对Trimble GX扫描点云精度的影响

介绍三维激光扫描仪的误差分类及近年来国外在目标反射特性对点云精度影响方面的研究进展,大量实验表明点云精度与目标表面反射特性存在较强关系。通过对纸质贴片点云分析得出如下结论:Trimble GX三维激光扫描仪所测点云标准偏差与反射激光亮度符合乘幂函数关系;目标颜色对该扫描仪测量精度有较大影响,白、绿、黄、蓝等颜色对绿色激光反射率较好;纸质贴片旋转一个较小角度可使扫描点云质量最优;纸质贴片反射特性服从朗伯余弦定律。     

依托航空模拟平台的激光雷达技术课程实践教学装备

为了能更好地理解激光雷达技术工作原理与三维信息采集全过程,规避现有激光雷达技术,尤其是机载激光雷达,在实践教学中受场地限制的不利条件,本文依托于中国矿业大学(北京)沙河校区的航空模拟平台,自主研发了一套基于单线激光雷达与行程测距仪集成的三维激光扫描装备,阐述了该装备集成的数学原理,设计了三维数据采集实践教学方法,并进行了三维数据采集的实践体验与数据质量评价。结果表明,该装备采集三维点云的精度优于99%,可为激光雷达技术的实践教学、创新训练及本科毕业设计等环节提供有效的硬件支撑,并可在仓储方量核算等工程应用方面进行推广。     

三维激光扫描仪在测算矿方量中的应用

本文通过使用Riegl VZ-400型号的三维激光扫描仪对某矿堆进行了扫描,对扫描数据进行三维建模后测算矿堆的矿方量。采用GPS测量一定数量控制点的大地坐标与扫描仪测量的坐标进行比较来验证扫描数据的精度,得到平面坐标的差值绝对值最大为0.018m,而高程的差值绝对值最大为0.028m,实验结果表明三维激光扫描仪满足测算矿方量的精度。