扫描入射角对点云测量精度的影响

扫描仪在测量过程中的测量精度会受到各种误差因素的影响,本文主要研究激光束入射角对点云测量精度的影响。通过对不同入射角情况下的板砖和球形标靶组成的工装进行测量,分析不同的入射角对板砖平面拟合精度的影响及不同的扫描入射角拟合出的平面相对于球形标靶中心距离的变化,并对平面拟合标准差及球形标靶与平面之间距离变化的规律进行了分析。     

地面三维激光扫描仪距离测量精度试验研究

随着三维激光扫描技术的不断发展,对扫描精度的要求越来越高,仪器的测距性能是其扫描精度的重要因素之一。以徕卡C10三维激光扫描仪为研究对象,在对球形标靶中心识别精度试验的基础上,依据仪器的有效扫描范围选择10个距离进行试验研究。采用拓普康902A全站仪获取不同距离的数据,通过扫描仪对球形标靶扫描提取仪器中心到球形标靶中心的水平距离,分别计算出扫描仪测距的内外符合精度。研究结果表明：在150m距离范围内扫描仪的内符合精度相对稳定,在100m距离范围内扫描仪的外符合精度能够达到5mm以内。超出一定范围后随着距离的增加,内外符合精度逐渐下降。     

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。     

Trimble GX 3D激光扫描仪内符合精度的试验

本文研究了三维激光扫描测量系统对标靶的重复扫描测量精度,得出其内符合精度优于1mm,精度并没有随着扫描距离的增加而降低;采用一种基于激光空间分布拓扑关系来分别评价高程精度和平面位置精度的方法,从数据统计来看,平面位置内符合精度较高.     

Trimble GX 3D激光扫描仪内符合精度的试验

本文研究了三维激光扫描测量系统对标靶的重复扫描测量精度,得出其内符合精度优于1mm,精度并没有随着扫描距离的增加而降低;采用一种基于激光空间分布拓扑关系来分别评价高程精度和平面位置精度的方法,从数据统计来看,平面位置内符合精度较高。     

三维激光扫描测量内符合精度试验研究

研究了三维激光扫描测量系统对标靶的重复扫描测量精度,得出其内符合精度优于1 mm,精度并没有随着扫描距离的增加而降低。采用一种基于激光空间分布拓扑关系的方法来分别评价高程精度和平面位置精度,从数据统计来看,平面位置内符合精度较高。     

地面三维激光扫描数据拼接方法评估

点云数据拼接方法直接关系到地面三维激光扫描仪的测量精度和效率,通过实验对5种拼接方法的精度进行评估.结果表明,50 m测量距离内,5种点云数据拼接方法的精度分别为1.33 mm、8.88 mm、2.71 mm、4.29 mm和6.07 m m,其中标靶拼接的精度最高.综合评估拼接方法的精度、效率,为实际工程提供参考方案.     

地面三维激光扫描仪测距精度试验研究

测量距离的变化是三维激光扫描仪的扫描精度重要影响因素之一。为了研究三维激光扫描仪随着测距的变化,其内外符合精度的变化趋势及适用性,文章以中海达HS650扫描仪为研究对象,研究对棋盘靶纸中心点的识别精度,采用徕卡TS02全站仪观测数据作为外符合精度评价标准。在六种不同测距的测站分别使用扫描仪和全站仪扫描目标5次,记录数据并计算内外符合精度。试验结果表明:测距在100m以内,内、外符合精度相对稳定,均在2mm以内;测距在100m～150m之间,随着测距增加,内、外符合精度明显降低,均在16mm以内,可满足精度要求一般的测量工程。文章研究结果对不同精度要求的测量工作测距选择具有参考价值。     

地面三维激光扫描点位精度评定

通过建立高精度控制网作为室外检校场,借助标靶对Leica ScanStation2型三维激光扫描仪进行实地测试,并对达到的点位精度进行分析与评定,得出该仪器扫描距离为40 m、80 m时,点位精度分别为±4.7 mm和±6.3 mm.研究结果可为三维激光扫描技术的进一步应用提供经验和借鉴.     

球形标靶的固定式扫描大点云自动定向方法

根据目前地面激光扫描数据获取速度快、数据量大、测量距离远、专用特殊材料制作的标靶识别距离近、点云定向数据处理相对滞后、自动化程度低、不能适应远距离地形测量的现状,提出了从大点云中(每站1亿点以上)自动探测远距离标靶的点云定向方法。该方法首先根据标靶控制点的工程测量坐标信息,搜索到标靶所在点云环,然后对各点云环进行扇形分区,快速探测标靶,获取标靶中心扫描坐标,最后平差计算扫描仪位置参数和姿态参数,实现点云坐标到工程测量坐标的转换。该方法在普通配置的计算机上得到实现,并成功用于远距离山区地形测量,其中定向标靶半径0.162m,标靶到扫描站距离在180~700m之间。     

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。     

近景摄影测量像控点坐标获取的新方法

在原有近景摄影测量标靶的基础上,设计了一种新型标靶,用于精确、快速地测量标靶中心坐标,作为近景摄影测量的像控点。该新型标靶针对不同长度的观测距离有相适应的观测方法,本文针对不同的观测方法,分别给出了相应的靶心坐标计算方法,并进行了计算精度的对比分析。确定了两种靶心坐标观测方法和与之相适应的靶心坐标计算方法。与原有的靶心坐标测量方法对比,通过使用新型标靶,提高了获取近景摄影测量靶心坐标的效率和精度。     

车载激光扫描系统的动态标定

针对常见的利用靶球对激光断面扫描仪标定的静态、繁琐、低精度、不具实时性,该文设计了一种平面反射片标靶,组合利用里程计与惯性测量单元(IMU)提供的定位和姿态参数,移动扫描获得隧道点云数据,根据反射片的高反射率,通过点集聚类算法与形态学滤波处理,获得标靶中心在扫描仪基准坐标系下的坐标,从而间接实现断面扫描仪的标定。IMU经过倾角掉头实验,完成倾角补偿,得到轨道面下的点云。最后利用隧道环片的设计距离,在隧道壁上布设设计的标靶对里程计进行校准,克服了里程计长距离误差累积的弊端。标定的结果验证了方案的可行性,可快速高精度的实现扫描仪的现场动态标定与里程补偿等,提高点云质量。     

两种高速铁路激光点云的采集拼接方法

研究围绕地面三维激光扫描点云数据的拼接问题,在某段高速铁路设计并实施了标靶拼接和控制点拼接两种不同模式下的点云数据采集和拼接试验,结合点云处理软件对点云数据进行拼接处理,分析了拼接精度和数据采集拼接的整体作业工作量等。结果表明,在相同的扫描条件下,基于控制点拼接的点云数据,精度优于基于标靶拼接的点云数据;在高速铁路等带状工程点云采集拼接中,控制点拼接模式下整体工作效率高于标靶拼接。本次试验所显现的控制点拼接的高精度和高效率等的优势,可为三维激光扫描仪在铁路点云采集和拼接作业提供有利参考。     

单基站托管型RTK测量精度分析

本文针对单基站托管型RTK技术的测量精度进行研究,分别选取与基准站距离不同的10个流动站点进行测量实验并进行精度分析,结果表明:在基准站和流动站距离小于15km情况下,平面坐标的精度优于15mm,测量精度没有随距离明显的衰减。当基准站和流动站相距大于15km时,随着基准站和流动站距离的增长,测量精度明显衰减。     

OptiTrack系统点位测量的精度测试

OptiTrack系统用于工业测量前需要先对其测量精度进行测试。利用平面测量点对OptiTrack系统分别进行了内符合精度和外符合精度测试实验,实验结果表明在3m范围内,OptiTrack系统三维坐标重复测量精度优于0.04mm,点位测量的均方根误差优于0.2mm,可满足中等精度工业测量需求。使用控制变量法分析了帧率、曝光时间、灰度阈值、红外LED亮度四个系统参数的取值与OptiTrack系统测量精度的关系,得出了实验环境下四个参数对测量精度的影响规律。     

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。     

一种多站扫描中标靶定位精度的整体评估方法

针对目前标靶定位精度的估计大多是基于单个位标靶进行的,没有顾及各站标靶之间的关系,该文提出基于激光束法区域网中的同名距离,对标靶定位坐标进行检核和验算。整体思想是通过查找扫描站间标靶有两个或两个以上为同名标靶时,以相邻站同名距离相等为条件列立同名距离方程式,平差计算标靶定位精度,验算标靶定位精度是否满足某种工程测量的要求。通过实际工程案例,说明了激光束法区域网平差前的概算对标靶定位坐标检核和精度估计的必要性。     

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．     

基于残差改正模型的三维激光扫描点云坐标转换

通过多个已知点上的转换坐标值与已知坐标值之差(称为坐标转换残差)来建立残差改正模型,对测区内的点云数据施加残差改正,从而提高三维激光扫描点云数据的精度。同时,以Leica Scanstation C10型扫描仪为例,通过实验探讨了点云高程精度与扫描距离及倾角的关系,分析了该仪器扫描时配准标靶至仪器的合理距离,以促进维激光扫描技术在DEM建模中的应用。