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。     

地面三维激光扫描仪的精度评定方法研究

地面三维激光扫描仪所获取的点云定位精度,在实际应用中需要便捷的精度评价手段。本文研究利用精密仪器建立高精度的室内检测场,用Trimble-TX8型三维激光扫描仪进行扫描,通过与高精度控制点对比,快速地对扫描仪的测距、测角、点位精度进行分析和评定,得到仪器实际环境下的测量精度。本研究亦可为其他三维激光扫描仪的精度评定提供经验和借鉴。     

地面三维激光扫描仪测量精度的评价分析

针对地面三维激光扫描仪用于城市轨道交通变形监测的精度评价，本文研究了三维激光扫描仪本身、外界环境和被扫描目标3个误差源，对三维激光扫描仪的测距和测角精度进行了评定，并通过试验分析了三维激光扫描技术用于轨道交通变形监测可行性。     

三维激光扫描技术在房屋建筑“多测合一”中的应用

本文在分析地面三维激光扫描仪优势的基础上，以某新区“多测合一”技术要求为基准，结合实际建设工程项目竣工验收测量为例，提出了三维激光扫描技术在竣工验收测量中的工作流程，并结合传统测绘方式，对获取的点云模型精度进行验证，三维点云模型中误差达到±0.017m左右。研究结果表明，架站式三维激光扫描技术满足竣工测量精度规范要求，对“多测合一”技术规范的推行具有指导意义。     

地面三维激光扫描仪系统误差模型研究及精度分析

分析了外部观测条件对地面三维激光扫描仪测距的影响,以空间相似变换为基础,提出了自检校法的优化模型,并给出了模型解算策略。通过实验对RIEGL VZ-400地面三维激光扫描仪进行检校和测量数据改正,结果表明:将外部观测条件影响因素纳入系统误差模型中后,可以提高地面三维激光扫描仪的数据精度,从而验证了优化模型的可行性与正确性。     

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。     

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。     

车载3D激光扫描系统集成技术

移动激光扫描技术是从上世纪90年代初逐步发展起来的一门测绘技术,也是当今测绘界最为前沿的技术之一,可用于工程测量和制图等诸多领域。地面3D激光扫描仪具有测量速度快,精度高等优点。本文以奥地利RIEGL公司的地面三维激光扫描仪VZ400为例,研究将其作为移动测量系统的主要传感器所涉及的关键技术,包括联机控制、时间基准统一和空间基准统一三个方面:解析了激光扫描仪的接口定义,并结合联机控制的开发库——RiVLIB实现的仪器的联机控与数据通信;给出了基于GPS秒脉冲信号的时间同步原理,实现了系统时间基准的传递与统一;分析了移动测量系统中的坐标系,并根据地面三维激光扫描仪的实际情况,构建了单站的参数标定模型。通过本文的研究与实验,使测量系统实现常见移动测量的二维帧扫描模式以及针对重点区域的三维全景扫描模式,同时,当它闲置时还可将激光扫描仪拆卸进行静态的扫描,丰富了系统的测量方式,提高了系统的适应性与使用效率。     

三维激光扫描技术在地下汽车位测量中的应用

针对传统方法在地下汽车位测量所面临的问题,提出了基于三维激光扫描仪的地下汽车位测量技术,介绍了三维激光扫描仪的工作原理,并提出其在地下汽车位测量中的数据采集和数据处理方法。试验结果表明,基于三维激光扫描仪的地下汽车位测量技术作业效率高,平面精度满足房产测绘的要求。     

三维激光扫描仪在特殊地貌测量中的应用研究

三维激光扫描仪作为一种非接触数据采集设备,在特殊地貌的大比例尺地形测绘中有着广泛的应用前景。本文以草原石城景区为例,阐述了三维激光扫描仪在这种特殊地貌测绘中的应用原理,数据拼接和配准的方法,并与全站仪全野外数字采集的成果进行了高程和平面坐标的比对,证明了使用三维激光扫描仪测绘特殊地貌精度高、速度快,地貌表达逼真,为特殊地貌区域的大比例尺地形图测绘提供了新的技术手段。     

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．     

三维激光扫描数据获取高分辨率DTM试验研究

三维激光扫描技术能够提供实体表面点云数据,可用于获取高精度高分辨率数字地形模型。本文以重庆万州区付家岩滑坡体为例探讨了采用三维激光扫描监测技术获取数字地形模型的方法,着重讨论了相关点云数据处理流程和关键技术问题。通过结合差分GPS技术进行激光数据的相对定位和绝对定位、去噪、拼接等方法,获得了该区域地表高精度地形数据,并生成了相应的数字高程模型。试验结果初步说明该技术可用于获取小尺度高精度高分辨率数字地形模型,具有一定的应用前景。     

三维激光扫描技术在房产测量中的应用研究

在分析三维激光扫描技术和现有房产测量方式的基础上,结合宁波市梅山岛某曲面异型建筑房产测量的实际情况,提出三维激光扫描技术在房产测量中的解决方案。通过该工程项目的具体应用,展现了三维激光扫描技术在异型房产测量中的良好应用前景。     

不同扫描方式对平面标靶拟合精度的影响

由于地面三维激光扫描仪扫描精度对扫描距离、扫描分辨率及扫描方向具有很强的依赖性,因此研究其与扫描距离、扫描分辨率及扫描方向的关系对实验分析及工程应用具有很重要的意义。本文利用Faro Focus 3 D激光扫描仪从不同距离、扫描分辨率、扫描方向对不同形状的平面标靶进行实验,研究不同的扫描方式对平面标靶拟合精度的影响,并进一步判断扫描仪是否存在较大的轴系误差,为后期的自检校提供依据。     

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。     

入射角对VZ-400激光点云测量精度的影响

地面三维激光扫描仪在实际测量工作中,因扫描目标过高,导致激光光束达到截止高度角大小。高入射角将导致激光光斑的变形,使得激光可能落在光班的任何一处,增加了不确定性,损失了点位精度。针对VZ-400扫描仪设计测量方案,通过曲线拟合得到入射角系数与d/h的函数,便于确定监测方案中的最佳扫描距离。     

Terrestrial laser scanner self-calibration: Correlation sources and their mitigation

Instrument calibration is recognised as an important process to assure the quality of data captured with a terrestrial laser scanner. While the self-calibration approach can provide optimal estimates of systematic error parameters without the need for specialised equipment or facilities, its success is somewhat hindered by high correlations between model variables. This paper presents the findings of a detailed study into the sources of correlation in terrestrial laser scanner self-calibration for a basic additional parameter set. Several pertinent outcomes, resulting from experiments conducted with simulated data, and 12 real calibration datasets captured with a Faro 880 terrestrial laser scanner, are presented. First, it is demonstrated that panoramic-type scanner self-calibration from only two instrument locations is possible so long as the scans have orthogonal orientation in the horizontal plane. Second, the importance of including scanner tilt angle observations in the adjustment for parameter de-correlation is demonstrated. Third, a new network measure featuring an asymmetric distribution of object points that does not rely upon a priori observation of the instrument position is proposed. It is shown to be an effective means to reduce the correlation between the rangefinder offset and the scanner position parameters. Fourth, the roles of several other influencing variables on parameter correlation are revealed. The paper concludes with a set of recommended design measures to reduce parameter correlation in terrestrial laser scanner self-calibration.     

一种三维激光扫描点云拟合的抗差加权整体最小二乘法

针对三维激光扫描中点云不等精度且易受粗差影响的问题,提出了一种基于入射角定权的抗差加权总体最小二乘的拟合方法。该方法在采用入射角定权的基础上,进行基于标准化残差和中位数的抗差加权整体最小二乘估计,获得待定参数估值,并通过Gauss-Newton迭代算法,推导了模型的迭代计算方法。以平面拟合和球面拟合为例,分别通过仿真数据和实测数据对算法进行验证,结果表明,对于含有粗差的点云,新方法可以获得更为理想的参数估值,其性能优于抗差整体最小二乘和加权整体最小二乘,可以更好地进行三维激光扫描的点云拟合。