目标颜色和粗糙度对三维激光扫描点云精度影响研究

三维激光扫描仪获取的点云精度受多种因素影响,研究扫描目标颜色和粗糙度对点云精度影响有实际意义。本文选择6种不同颜色和2种不同粗糙度的材料,在室内利用三维激光扫描仪获取点云数据,采用随机软件获取每个样本的点云数量和平均反射强度,并对数据进行全面分析。研究结果表明,目标颜色和粗糙度对三维激光扫描仪获取的点云精度有一定影响;颜色对精度影响较大,粗糙度对精度影响较小。     

材料表面涂层对三维激光扫描数据精度的影响分析

采用德国Ｚ＋Ｆ　ＩＭＡＧＥＲ　５０１６三维激光扫描仪对混凝土表面、白漆涂层和黄漆涂层３种平面实验板进行扫 描实验,分析材料表面涂层对三维激光扫描数据精度影响。通过不同扫描距离和入射角的数据采集及反射特性分 析,得到３种实验板的反射强度与点云测量中误差的关系。实验结果表明,在６种入射角和扫描距离１０～１００ｍ条 件下,相比于混凝土表面点云数据,白漆涂层点云平均中误差减小２５．６２％;黄漆涂层点云平均中误差减小２６．６８％; 白漆与黄漆涂层有效增强激光反射强度,并保持良好的朗伯体特征,能获得更佳的扫描精度。白漆与黄漆涂层在０° 入射角时扫描数据呈现较强的镜面反射性质。研究表明,在混凝土表面喷涂白漆涂层或黄漆涂层增强了激光反射 强度,可显著提高扫描点云数据测量精度。     

点云密度对采动区路面建模精度的影响

三维激光扫描技术作为采动区公路变形监测技术的重要发展方向,其扫描过程中点云分辨率的设置,会对实际扫描时间、数据后处理工作量与公路DEM生成的精度产生显著影响。本文使用RigelVZ-1000三维激光扫描仪分析了采动区沥青路面测量的单点高程实测精度;其次分析了预设点云分辨率与点云建模精度、点云密度与激光入射角和测量距离之间的关系,以实测实验数据为基础,得到三维激光扫描仪应用于采动区路面测量的合理点云分辨率的设置,为实际测量工作与测量方案的设计提供依据。     

地面3维激光扫描仪测量精度试验与分析

地面3维激光扫描仪是一种可进行全自动高精度立体扫描的先进仪器。其特点是可大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的3维坐标数据,且所获取的数据具有实时、动态、高密度、高精度等优点。因而,激光扫描测量仪器的精度对工程应用的影响以及对3维点云模型的建立和精度影响至关重要。文章针对瑞格公司所生产的VZ400扫描仪在测量时,距离、入射角度、目标颜色几个因素对精度产生的影响进行研究。利用平面拟合的方法分析精度,得出了随着距离的增加,入射角的增大,会导致地面3维激光扫描仪测量精度降低的定性分析结论．     

多源数据融合的三维点云特征面分割和拟合一体化方法

针对单纯利用三维激光点云信息不足的问题,提出融合多源数据对三维激光扫描仪获取的点云数据进行特征拟合的方法。根据地面点云及对应的扫描仪参数生成反射值影像;以反射值影像分割结果作为种子面,基于随机抽样一致性方法分割与拟合一体化;融合彩色影像提取的直线信息确定和验证拟合特征的边界。采用RIEGL VZ-400获取的建筑物点云数据进行了特征拟合试验,证明了该方法的有效性。     

基于反射强度信息扫描点云精度的分析方法研究

为了分析目标表面反射强度信息与点云精度的关系,文中提出采用扫描对象的反射强度信息分析点云精度的方法.设计了材料表面涂层对三维激光扫描数据精度影响的实验方案,采用德国Z+F IM AGER 5016三维激光扫描仪对混凝土材质和白漆涂层两种平面实验板进行扫描实验与分析处理.通过在10～100 m扫描距离和6种入射角的数据采...     

建筑物立面激光点云的定位

车载式近景目标3维测量系统,采用激光扫描仪获取建筑物立面点云。激光点云仅具有扫描仪坐标系下的坐标,不便于其他数据融合进行3维建模。文中根据系统的特点和要求,通过建立相应的坐标系,利用已有或优化的坐标转换模型确定坐标系之间的坐标转换关系。依据基准点与载体平台GPS接收机之间同步观测数据将激光点云在扫描仪坐标系下的坐标经过多次坐标转换,得到基准点所在当地坐标系下的坐标。使系统实现了满足精度要求的建筑物立面激光点云的定位工作。     

地面三维激光扫描点云拼接影响因素分析

在地面三维激光扫描仪进行三维建模过程中,需要对不同测站的点云进行拼接。为了提高不同测站点云拼接精度,本文开展了球形标靶表面扫描点数量、标靶的分布和数量及扫描距离4个因素对三维激光扫描仪不同测站下点云拼接精度的影响研究。采用法如（FOCUS）三维激光扫描仪开展了不同扫描分辨率、不同标靶数量、不同标靶分布和不同距离下的点云拼接试验,并采用SENCE软件对点云进行了拼接精度分析。试验结果表明,选择两测站的标靶表面的扫描点数量大致相等,并将4个标靶作为连接点,且放置在不同高度不规则排列时,点云拼接的精度最优。     

建筑物立面激光点云的定位

车载式近景目标3维测量系统,采用激光扫描仪获取建筑物立面点云.激光点云仅具有扫描仪坐标系下的坐标,不便于其他数据融合进行3维建模.文中根据系统的特点和要求,通过建立相应的坐标系,利用已有或优化的坐标转换模型确定坐标系之间的坐标转换关系.依据基准点与载体平台GPS接收机之间同步观测数据将激光点云在扫描仪坐标系下的坐标经过多次坐标转换,得到基准点所在当地坐标系下的坐标.使系统实现了满足精度要求的建筑物立面激光点云的定位工作.     

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。     

多源点云数据融合的建筑物精细化建模

三维建模技术能够实现建筑物的数字化存档，在古建筑保护与修复和现代建筑规划与改造中具有不可替代的作用。针对倾斜摄影测量和三维激光扫描建模技术中建筑物模型存在的问题，本文提出了一种倾斜摄影测量和三维激光扫描生成三维点云模型相融合的建筑物精细化建模方法。选用无人机和三维激光扫描仪作为试验设备，利用ContextCapture、SCENE软件完成点云拼接、生产和编辑，通过ICP算法完成点云精细匹配，实现多源点云数据融合建模；对比单一建模方法模型，从纹理结构和模型精度两方面对融合建模模型进行质量评价。结果表明，融合建模模型纹理清晰，几何结构完整，模型距离中误差和高差中误差的均值均低于倾斜摄影测量模型的值，接近三维激光扫描模型。     

一种新型三维激光扫描隧道测量点云坐标定位方法的精度评估

提出了一种基于三维激光扫描仪特殊定位硬件装置和七参数坐标转换算法,对每个扫描测站点云利用最近的隧道控制点进行绝对定位,将多个隧道扫描测站数据不经过拼接就统一转换成隧道控制测量坐标系坐标的方法——点云绝对定位法,并应用误差传播理论和相应数值模拟计算对该方法的测量成果进行精度评估和重要误差来源分析。最后得出在一定条件下采用该方法获得的隧道扫描测量成果可以满足城市地铁测量规范对竣工测量精度要求的结论。     

三维激光扫描技术在建筑立面数字化采集和立面绘制方向应用的可行性研究

利用三维激光扫描技术可对建筑立面进行数据采集,通过对采集的三维点云数据进行拼接、去噪、提取等操作可得到完整的建筑立面点云数据。本文利用三维激光扫描仪快速获取了建筑立面数据,得到高精度的三维点云,将三维点云数据导入CAD中进行绘制,可以将建筑立面各个附属物件的位置、尺寸勾画清楚,保证立面图的准确性和可用性。     

塔形构筑物倾斜变形监测新方法

随着各地高层构筑物数量的不断增加，构筑物变形产生的安全隐患也不断受到重视。本文针对传统观测方法的局限性和低效性，提出了基于激光散乱点云数据的塔形构筑物倾斜变形监测新方法，采用两台地面激光扫描仪分别扫描构筑物外表面的散乱点云数据，建立塔形构筑物的基础表面模型，生成沿轴线的塔体中心点数据，筛选可靠性最优的线性排列点，从而得出塔形构筑物在空间上高精度的偏移量和倾斜率。最终编程实现了数据获取到成果输出的一键式计算。结果表明，基于点云的塔形构筑物观测结果与传统方法观测结果的角度误差分别为0.005°和0.001°，倾斜量误差分别为0.000 05和0.000 1 m。本文方法可以快速获得构筑物整体和局部的偏移量变化特征，为塔形构筑物的施工、维修和重建提供了基础模型数据。     

基于三维激光扫描点云数据的古建筑建模

针对传统古建筑数字化技术的不足和接触测量对建筑物造成"二次伤害",以西北民族大学蝴蝶厅异地重建项目为例,提出了一种结合三维激光扫描技术和现代测量技术以及本体思维进行室内外一体化三维建模的研究思路。首先给出了基于三维激光扫描技术的建模流程;其次,对点云数据处理和三维实体重建两个核心步骤,重点对点云数据的配准拼接、去噪简化和提取轮廓线、三维几何建模和纹理贴图等步骤进行详细论述。本体思维用于基于三维激光扫描的古建筑三维建模,可以有效指导古建筑构件分类建模,提高建模效率。结果表明:三维激光扫描技术适用于具有高复杂度几何特征的蝴蝶厅精细化、真实感建模,为西北民族大学蝴蝶厅古建筑文化遗产未来的开发、保护、维修、恢复重建与虚拟地理环境等提供高精度的数据基准。     

天宝GX200地面三维激光扫描仪鉴别率检定

三维激光扫描技术是一种新兴的全自动、高精度测量技术。三维激光扫描仪能够在短时间内大面积、高密度地获取目标的空间点云数据,逼真细腻地描述目标表面。三维激光扫描仪作为一种测量仪器,本身也存在误差。目前,我国三维激光扫描仪检定技术较为薄弱且尚未制定系统的技术规范。本文结合国内外对三维激光扫描仪性能检定的理论方法,设计相应的实验方案,对所用Trimble GX200扫描仪的鉴别率进行检定。     

三维激光扫描技术在复杂地质隧道岩体信息获取中的优化

为了更高效、高精度地获取岩体结构面信息,借助三维激光扫描技术,提出并建立一种基于Kriging算子和最小二乘法组合的点云插值方法。首先对获取的隧道点云数据利用单一的最小二乘法进行插值,并以此为基础,结合Kriging算子的适应度函数建立组合插值模型。在利用三维激光扫描仪已获取的某岩溶隧道的原始点云数据的基础上,运用组合模型进行插值处理,以此获取岩体结构面信息,并将组合方法得到的结果与单一的插值方法进行对比,发现组合方法插值效果较好,误差也较小。基于Kriging算法和最小二乘法结合的插值方法,在利用三维激光扫描技术获取岩溶隧道岩体几何信息—结构面产状的过程中能更加精确、全面,并可以用于岩体稳定性评价。     

基于IGS站组网的移动激光雷达测量系统整体检校

针对车载移动测量系统中激光扫描仪和载体坐标系之间存在的位置和姿态偏差，在结合常规特征点、特征面检校方法基础上，本文提出了一种带有误差改正数的位置和姿态检校方法。利用TLS获取的车载系统整体点云模型和传感器固有几何属性，获取传感器之间相对关系初值，在此基础上引入误差改正数，构建误差改正模型。在与IGS站联测的检校场中借助平面、球形标靶和平面反射标志等特征，采用最小二乘法迭代法计算误差改正数最优解，从而实现传感器快速检校。试验结果表明，该方法切实可行，检校后点云平面绝对精度和高程绝对精度分别为0.043、0.072 m，相对精度为0.018 m，满足移动测量系统数据获取的精度要求，对促进车载移动测量技术发展和应用具有重要意义。     

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。