3维激光扫描仪的全站化实现方法

3维激光扫描仪扫描得到的是目标点的相对坐标,无法直接满足需要大地坐标的工程应用的要求,且不同扫描站间点云数据的拼接非常麻烦。对这些问题,让3维激光扫描仪如全站仪一样能够直接获得大地坐标是一种理想的解决办法。分析了3维激光扫描仪的工作原理,介绍了扫描仪的极坐标系和直角坐标系并推导了其转换关系;在扫描仪中引入旋转平台和平台坐标系,推导了平台坐标系与扫描坐标系及大地坐标系之间的转换模型。在此基础上将扫描坐标转化为大地坐标,实现3维激光扫描仪的全站化。     

3维激光扫描仪的全站化实现方法

3维激光扫描仪扫描得到的是目标点的相对坐标,无法直接满足需要大地坐标的工程应用的要求,且不同扫描站间点云数据的拼接非常麻烦.对这些问题,让3维激光扫描仪如全站仪一样能够直接获得大地坐标是一种理想的解决办法.分析了3维激光扫描仪的工作原理,介绍了扫描仪的极坐标系和直角坐标系并推导了其转换关系;在扫描仪中引入旋转平台和平台坐标系,推导了平台坐标系与扫描坐标系及大地坐标系之间的转换模型.在此基础上将扫描坐标转化为大地坐标,实现3维激光扫描仪的全站化.     

3维激光扫描仪定向技术研究

针对3维激光扫描仪无法直接获得目标物表面点的大地坐标的缺点,将全站仪导线测量中的定向技术应用到3维激光扫描仪中;根据扫描技术特点,设计了定向标识;根据定向标识的扫描数据,设计了标识的识别算法,并应用最速下降法进行求解,实现了3维激光扫描仪的定向。     

3维激光扫描仪应用技术研究

3维扫描技术是一门新兴的测绘技术,它的出现改变了已有的数据采集方式,将之引入文物、古建筑等测绘领域可弥补传统测绘手段的诸多不足。本文以Trimble GX地面3维激光扫描仪为实验设备进行实地数据采集,后期采用RealWorks Survey5.0作为建模工具对点云进行表面建模,分析并总结了实验过程中的问题与误区,并对3维激光扫描仪的应用与发展做简要探讨。     

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。     

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.     

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。     

基于3维激光影像扫描技术的整体变形监测

对3维激光影像扫描仪测绘成果的误差成因、误差影响方式进行分析,论述3维激光影像扫描技术在变形监测领域内应用的可行性、技术优势和存在的问题,并提出基于3维激光影像扫描技术的整体变形监测的基本理论.     

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。     

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．