基于Cortex-M4和FreeRTOS的矿用三维激光扫描测量系统设计

为了满足矿用三维激光扫描系统的需求,设计了基于Cortex-M4内核和嵌入式实时操作系统FreeRTOS的运动控制和数据采集系统。采用Cortex-M4为内核的STM32F407ZGT微控制器和APM电机控制器等进行相关的硬件电路设计,通过移植FreeRTOS内核实现对运动控制、激光传感器数据采集、摄像头视频传输等任务的调度和对其他硬件资源的管理,简化了硬件设计的复杂度,优化了软件编程,提高了系统的实时性和可靠性,降低了成本。

矿用三维激光扫描测量系统的研制

研制出具有自主知识产权的矿用三维激光扫描测量系统。分析了激光测距的工作原理,设计了系统结构与镜头防护方法;研究了系统综合通讯方法,开发了系统控制软件,实现了运动控制、数据通讯、上位机显示、三维重建等功能。现场试验表明,系统可准确测量空区三维形态,计算空区相关参数,为采空区安全评价与综合治理提供可靠技术手段。

三维激光扫描测量系统标定方法研究

三维坐标法是一种经常使用的三维激光扫描测量系统标定方法。本文通过分析三维坐标法标定精度的限制因素,提出了一种基于一维坐标的标定方法。由于回避了激光扫描传感器无法准确获得某特定点三维坐标的劣势,一维坐标法可以不受扫描点间距的影响,使得标定精度比常规的三维坐标法大大提高了。本文对这种一维坐标法进行了详细地理论分析和数学仿真,并给出了一个典型工程应用实例。

法如国际贸易（上海）有限公司：FARO ScanArm便携式三维激光扫描测量系统

FARO ScanArm便携式三维激光扫描测量系统在国内外同行业中占有85％的市场份额，并是许多著名汽车公司如上海通用、上海大众的指定供应商。

基于TRIZ的矿用三维激光扫描测量系统的优化设计

针对矿用三维激光扫描测量系统中支撑系统由于长度过长,导致在自身重量作用下引起构件变形,进而影响构件的整体强度和正常使用;同时扫描主机在工作状态下的转动会传递至相关构件,进而对测量精度产生影响的问题。运用TRIZ理论中的功能分析、因果分析、三轴分析、矛盾分析、40个发明原理、分离原理、物场模型和76个标准解等探索矿用三维激光扫描测量系统中支撑系统的若干解决方案。经过方案评估,最终选择了4个可靠有效的解决方案,为三维激光扫描技术在金属矿山采空区测量的应用提供高可靠性解决方案。

FARO三维激光扫描测量系统在锦屏二级水电站大型引水隧洞开挖中的应用

结合锦屏二级水电站大型引水隧洞开挖工程,介绍了采用激光测量技术的FARO三维激光扫描隧道测量系统、工作流程及简要说明、应用实例、优越性及应用前景。

基于车载三维激光扫描的城市道路竣工测量探讨

车载三维激光扫描系统融合了多种传感器和数据源,可以自动、迅速地获取道路的全方位信息。其扫描速度迅捷、数据信息丰富、精确度高、采集过程安全简单,并能节省人力。此技术显著提高了外业生产效率,并降低了生产成本。对车载三维激光扫描技术在道路工程竣工测量中的内外业处理流程的研究结果表明:该技术的精度可达到1∶500测图精度要求,满足城市高架路竣工规划测绘的精度需求。该技术方案是切实可行的,且能高效地提高生产效率。

移动式三维激光扫描系统在地铁隧道病害检测中的应用

在地铁运营过程中,地铁隧道及其附属构建筑物会出现结构渗水、掉块和环片错台等病害情况,传统检测方法存在难以精确量化、检测效率低、容易漏检等缺点。为了解决这些问题,将移动三维激光扫描系统应用于地铁运营病害检测中,首先采集隧道空间的三维点云信息,再对轨道移动小车、架站式、手持式等不同移动三维激光扫描系统内外业效率、精度情况进行对比分析,总结移动式三维激光扫描系统内外业的生产流程,结合地铁工点采集的隧道三维点云数据,探讨不同三维激光扫描系统的适用性,并实现隧道病害检测的人工智能算法,以提升地铁运营监测效率和病害识别的准确率。结果显示,手持式三维激光扫描系统稳定性相对较低,不适用于地铁隧道病害检测;而轨道移动式三维激光扫描系统可以根据工点里程距离及数量等特征选取合适的测量设备,结合人工智能算法,移动式三维激光扫描系统的全流程病害识别效率提高约28%。

一种基于三维激光扫描系统测量树冠体积方法的研究——以油松为例

树冠体积在林业及其他领域得到越来越广泛的应用.该文介绍了三维激光扫描系统的组成、工作原理及工作流程;探讨了应用三维激光扫描系统,通过扫描获取单株树木的三维空间点阵数据,将树冠近似为多个圆台体,求它们的体积之和来计算树冠体积的方法.并在甘肃省小陇山林业局党川林场以油松为例进行了实验,而后对实测数据进行了精度分析,取得了较为满意的结果.研究表明,利用三维激光扫描系统测量树冠体积具有较强的实践意义和应用价值.

牙颌模型三维激光扫描系统可靠性研究及与手工测量的比较

目的 对牙颌模型三维激光扫描系统的可靠性进行研究 ,并为其临床应用提供科学依据。方法 利用D .0 1-L - 3DSCANNER系统扫描和测量了 30例基本正常石膏模型。采用三种方法检验了牙颌模型三维激光扫描系统的可靠性 ,并与手工测量进行了比较。结果 可靠性研究三个方法的结果显示无显著性差异 ;与手工测量的比较无显著性差异 ,但牙颌模型三维激光扫描系统具有一些手工测量所无法达到的功能。结论 牙颌模型三维激光扫描系统可靠性强 ,稳定性好 ,可应用于临床、科研。

面部软组织激光扫描三维自动测量系统的初步研究

目的:建立能够准确、快速获得面部软组织三维信息的测量分析系统。方法:本研究选取28名个别正常者,分别用激光扫描三维自动测量系统和直接测量法进行测量,将两种方法测得的数据进行比较。结果:①在56项点距测量项目中,差值绝对值小于1mm的有26项,1～2mm的14项,2～3mm的9项,大于3mm的7项。②鼻部和口唇部点距差值比较小,全部小于2mm,其中鼻部10项中有8项差值小于1mm,口唇部10项中有7项小于1mm。③配对t检验:56项测量项目中两种方法有统计学差异的有12项。其中,鼻部只有1项测量项目有统计学差异,而口唇部的所有项目都不能认为两种测量方法有统计学差异。结论:激光三维扫描仪获取图像来进行面部软组织三维测量是一种良好可行的方法。

三轴牙颌模型三维激光扫描测量分析系统的研制

目的 研制开发具有三轴运动结构的牙颌模型三维激光扫描测量分析系统。方法运用三个步进电机构成牙颌模型双轴旋转与单向平移的运动,应用点状光束与线阵列摄像机(CCD)构成非接触式高精度纵向位移检测器获取牙颌模型的三维数据,在windows环境下完成牙颌模型的三维重建、测量。结果 系统的扫描精度为0.01 mm,平均测量误差<0.1 mm。采用定制标定块进行了标定实验。用本系统与机械法对20副正常模型进行了测量比较,两者之间差异无显著性(P>0.05)。结论 该系统具有测量精确,高效和没有盲区的优点。

地面三维激光扫描系统精度评估与古建测量技术研究

地面三维激光扫描系统测量精度评估和检定对于点云数据质量和工程应用成果质量控制至关重要。本文利用徕卡高精度全站仪对固定在北京市标准长度基线场检定基柱上的平面靶标进行照准测量,建立了靶标间相对距离基准,与扫描仪对靶标扫描测量的距离结果比对,评估了扫描系统的点位测量精度;对沈阳火车站古建进行了扫描测量,利用扫描精细的点云数据和丰富细致的纹理信息重建了三维立体模型,绘制古建立面图、俯视图和剖面图,量测古建内部空间位置关系数据,为古建保护和修复重建提供了可靠依据。

三维激光扫描测量机随动运动控制系统与图像采集系统的设计

三维激光扫描测量机是逆向工程的重要组成部分 ,是集数控、激光、CAD CAM、精密机械、计算机、图像采集与处理为一体的集成技术系统 ,它主要由运动控制、图像采集、图像处理等几大部分组成。本文主要对随动运动控制的控制原理、硬件组成及软件设计算法作了介绍 ,同时对计算机图像采集系统的硬件组成、软件设计具体算法及实验结果进行了详细的分析与论述。

三维激光扫描测量系统若干重要子系统设计

三维激光扫描系统是反求工程的重要组成部分,是集数控、激光、CAD/CAM、精密机械、计算机图像采集与处理为一体的集成系统,它主要由运动控制、图像采集、图像处理、三维重构等几大部分组成。本文主要针对随动运动控制子系统的控制原理、硬件组成及软件设计思想作了描述,同时对计算机图像采集子系统的硬件组成、软件设计具体算法及实验结果进行了详细的分析与论述。实验表明,激光扫描测量系统的测量精度有所提高。

基于三维激光扫描技术的无人机倾斜摄影测量三维建模研究

随着“智慧城市”“数字城市”建设受到人们的广泛关注,人们对地理空间表达的完整性和真实性有了显著的提升。相比传统的无人机摄影测量技术,无人机倾斜摄影测量技术可以获取多角度的侧面纹理数据,建模效果更真实。但无人机的采集数据方式缺少建筑物内部和底部数据。利用三维激光扫描技术可以快速获取大量点云数据,但地面站采集缺少建筑物顶部数据。单一的数据源都存在缺点,两者可以实现优势互补,再由地面近景摄影测量进行补拍。实现多源数据融合,将会极大提高三维建模的精度和效率。对多源数据融合进行了研究,并将研究成果应用于智慧校园实景三维建模。采用Context Capture处理影像进行三维建模,并通过验证取得了良好的效果。

三维激光扫描系统测量方法与前景展望

首先介绍了三维激光扫描技术的基本概念及其主要应用。在此基础上详细论述了三维激光扫描系统测距、测角、扫描及标定的原理和若干方法,进而介绍了三维激光扫描技术的发展现状,并通过对基于不同测距原理的三维激光扫描仪的参数进行对比,得出其适用范围。最后分析了三维激光扫描技术未来的发展趋势。

三维激光扫描系统在地形测量中的应用

介绍了三维激光扫描的基本理论,探讨了点云数据处理的基本流程,并结合三维激光扫描系统在地形测量中的应用,说明其应用的可行性及存在的一些问题,以利于该技术的进一步研究。

新型三维激光扫描仪在竣工测量中的应用

新型三维激光扫描仪具有高精度、高效率和非接触等诸多优势,结合工程案例介绍了外业数据获取、点云处理和成果制作等流程,并针对如何在竣工测量当中有效应用新型三维激光扫描仪展开相关探讨分析,验证了新型三维激光扫描仪应用于竣工测量中的可行性,对推广其在测绘领域的应用具有重要的意义。

三维激光扫描技术在古建筑测量中的应用

三维激光扫描技术测量具有不接触、面测量、精度高的特点,对于测量复杂的古建筑物具有一定优势。文章以古亭台为测量对象,详细阐述了三维激光点云数据的获取及处理流程,并对其测量精度进行分析。结果表明,三维激光扫描技术可快速、高精度地获取古建筑物测量信息,减少外业工作量,为古建筑数字化提供新思路。