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。     

三维激光扫描技术在曲面模型重建中的应用

利用地面三维激光扫描仪对目标物体表面进行多方位、多角度的扫描,可以获取其表面大量且密集的高精度点的三维坐标信息以及反射率信息,将这些信息存储到电脑中,使用专业软件进行处理,再使用建模软件生成建筑物的三维模型。本文所研究的是使用地面三维激光扫描仪,通过高速激光测量方式,快速、全面、精确地获取建筑物表面的三维信息,经过一系列的点云数据处理及模型处理,最终完成曲面模型三维重建的过程。     

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.     

基于激光扫描技术的建筑物三维重建

三维激光扫描技术作为一种新型高精度的全自动立体扫描技术,区别于传统的单点式测量,它能够快速获取被测物体表面大量的三维空间坐标。同时获得的点云数据不仅能够直观地表现出物体属性,还能构造出目标物的三维模型进行规划分析,大大推动了数字城市的建设进程。而本文详细介绍了三维激光扫描技术,并结合实际案例来阐述利用地面激光扫描仪对青岛市某高层建筑进行外业测量以及点云数据处理,最终利用Realworks和Sketchup软件对点云数据进行三维重建及展示。     

人物雕塑模型三维表面建模方法探究

三维激光扫描是一种通过激光测距方式实现三维物体表面空间数据获取的技术。本文介绍了一种利用三维激光扫描技术并结合相应软件对人物雕塑模型三维表面进行重建的方法。该方法通过三维激光扫描仪获取目标模型表面精确的点云数据,在对点云粗拼接的基础上进行精确拼接,以三角网的形式重构雕塑表面,并结合逆向软件进行纹理映射及其接缝处理以实现3D模型表面重建。结果表明,利用该方法可以实现对人物雕塑模型3D表面的快速有效重建。     

独立模型法点云拼接在建筑倾斜监测中的应用

针对建造结构复杂高层建筑倾斜监测需求,介绍了一种基于地面三维激光扫描仪,结合独立模型法多站点云拼接的高层建筑倾斜变形的监测方案,研究其点云拼接原理、棱线提取和监测技术路线.通过拟合标靶球点云球心的三维坐标,与同名点控制坐标进行坐标转换,实现点云拼接.提取建筑点云模型两平面的交线即建筑物棱线,计算倾斜度.工程实践表明以独...     

基于地面三维激光扫描数据的快速建模

三维激光扫描技术具有速度快、精度高、自动化程度高并且不与物体直接接触等诸多优点,现已应用于古建筑保护、数字城市、工业生产、地形测绘等不同领域。本文利用地面三维激光扫描仪对校内樱花园手形建筑物进行扫描,获取该目标物的点云数据,并对获取的点云数据进行拼接、去噪处理。同时,利用点云数据处理软件Geomagic对目标物进行快速的三维模型重建并达到了预期的效果。     

配电房遥控移动三维扫描及点云自动拼接方法

为解决目前配电房配网规划改造设计中缺乏配电房结构及内部设备精确三维空间数据的快速获取装备与方法的问题，该文设计研发了配电房遥控移动三维激光扫描系统，提出了一种基于履带车编码器的配电房多站点云自动拼接方法，该系统将激光扫描仪安置于遥控履带式移动平台上，作业人员可在配电房外，遥控扫描系统移动到合适的测站位置，实现配电房内部的多站扫描，该方法能快速实现不同站点间的点云数据的粗拼接，再利用广义迭代最近点(GICP)算法迭代实现精配准，获得完整统一的精确配电房三维点云数据。该文研发的配电房移动扫描系统避免了操作人员进入带电的配电房作业，可在符合配电房安全管理规范的前提下，完成配电房扫描数据采集，提出的基于编码器的多站点云自动拼接方法可降低扫描仪的配置要求，降低系统成本。     

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。     

利用激光扫描和数码相机进行古建筑三维重建研究

本文提出了一种利用激光扫描仪和数码相机对古建筑物进行快速三维重建的方案。对于待扫描的建筑物,获取从不同角度扫描的激光点云,并用手持数码相机拍摄具有一定重叠度的序列图像。首先,对相邻扫描站的激光点云自动拼接,生成统一的点云模型。通过在点云和图像上分别提取特征直线,利用共面条件,解算各张照片相对于激光扫描坐标系的方位元素。利用已配准的两种传感器数据,提取建筑物框架,并映射纹理,生成三维模型。文章最后给出对武汉大学老图书馆三维重建的实验结果。     

三维激光扫描仪在管道修复中的应用

三维激光扫描仪能够快速、自动、准确的获取物体表面的点云数据,具有传统测量无法比拟的优势。本文结合工程实例,应用天宝TX8三维激光扫描仪,阐述其在工厂管道修复中的应用,包括数据的采集、处理、建模以及虚拟拼接等。并结合本次工程,提出三维扫描仪在管线设计方面的应用设想。结果表明,三维激光扫描仪在管道修复工程中的应用能够极大地提高工程效率并节省工程时间,突显了三维扫描仪的技术优势,也为其在其他领域的应用提供了一定的参考。     

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。     

利用三维激光扫描技术进行工业设备三维重建及变形分析

提出一种应用三维激光扫描技术对大型复杂工业设备通过三维重建进行变形监测的新方法。首先,应用三维激光扫描仪对工厂设备进行扫描,把扫描得到的多站数据进行拼接,得到完整的点云模型;然后应用三维重建软件对点云模型进行一维实体模型重建。最后,应用三维重建模型和点云模型制作出检测位置的剖面图和平面图,通过与原始数据的对比,检测工业...     

单站点云坐标转换参数的线性拟合解算方法

针对三维坐标转换公式是非线性的,会造成在旋转角度任意大小时影响平差计算转换参数的问题,该文根据罗德里格矩阵的性质,建立坐标转换的线性拟合模型,计算6个拟合参数,并计算坐标转换参数。利用三维激光扫描仪获得物体形状信息后,需要将点云坐标系统转换成工程测量中使用的国家或地方坐标(指定坐标)系。多站实验后的数据分析表明,平面点位误差为21.27mm,高程中误差为18.96mm,证明此方法可靠有效。     

三维激光扫描仪在地质灾害地形测绘中的应用

正地面激光扫描仪是一个由多个部件组成的复合系统,包括地面三维激光扫描仪、数码相机、后处理软件、电源及附属设备,通过非接触式高速激光测量方式获取地形或复杂物体的几何图形数据和影像数据。地面三维激光扫描测量系统对物体进行扫描后,采集到的物体表面各部分的空间位置信息是以扫描坐标系为基准的。扫描坐标系定义为:坐标原点位于激光束发射处,扫描仪的理论竖直轴水平时的天顶方向为Z轴,扫描仪水平转动轴的零方向为     

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。     

车载激光扫描系统的三维数据获取及应用

通过对南水北调移民新村进行移动平推式扫描,将导航POS获取的系统位置和姿态信息与360°激光扫描仪获取的扫描距离和角度信息进行时间匹配,解算得到大地坐标下的三维激光点云坐标,然后与线阵CCD相机获取的图像信息进行彩色融合,最终得到移民新村的彩色点云数据,实现了实时、主动、完整地获取和处理南水北调移民新村的三维空间数据信息,取得了一定的效果。     

相位式地面三维激光扫描点云的噪声滤除

本文针对相位式三维激光扫描仪扫描过程中因扫描到边界或扫描超过极限测程后产生的噪声问题,提出了一种结合扫描目标空间间隔、激光点云反射强度及点云空间分布特征结合的点云噪声去除方法,以某古建筑相位式三维扫描数据进行实例验证表明,本文提出算法去噪准确率达99.0%,能有效去除了相位式三维扫描点云的极限噪声。     

基于地面激光扫描仪的地铁盾构区3维重建技术

采用地面激光扫描仪技术,分站式获取地铁盾构区间的3维点云数据,实现了盾构区间的3维模型重建。首先在盾构区间布设精密控制网,使用高精度全站仪和水准仪测量控制点的3维坐标;然后对盾构区间采用分段、自由设站的方式进行扫描,同时使用设站在精密控制点上的全站仪无棱镜模式测量标靶中心坐标。最后对每一扫描站的3维点云进行纠正,通过标靶的绝对空间坐标,实现多视点拼接,重建具有规则几何结构的盾构区间实体模型。结果表明,3维激光点云能够重建精细的地铁盾构区间模型,可用于地铁的设计方案展示、变形监测、轨道几何状态检测、调线调坡测量等。