基于工业机器人的三维扫描测量实验平台设计

为支撑新工科专业人才培养,设计一套三维扫描测量实验平台。平台硬件系统主要包括工业机器人、激光扫描仪和光学跟踪系统;在OpenCASCADE软件平台实现三维交互环境创建、待测零部件CAD模型导入;依据自由曲面曲率特征提取自由曲面测量点,用四元数方法计算机器人末端在各测量点的空间位姿;在仿真软件RobotStudio生成机器人扫描测量路径并进行碰撞检测,将扫描路径输出为机器人可执行文件加载到工业机器人,实现高效率、高精度扫描测量。平台可服务智能感知工程专业的“三维智能感知技术”课程,有助于学生深入理解光学精密测量、机器人建模等相关知识,提高学生解决复杂检测问题的实践能力和创新能力。

基于SLAM(即时定位与地图构建)技术的三维激光扫描测量方法

[目的]为解决传统测量方式在城市轨道交通地下车站测量中的困难,提出了基于SLAM(即时定位与地图构建)技术的三维激光扫描测量方法。[方法]介绍了SLAM技术,以及基于该技术的外业作业流程和内业数据处理流程;结合上海游泳馆和某地铁站测量项目,介绍了基于SLAM技术的三维激光扫描测量方法的应用效果。[结果及结论]该测量方法设备便携,测量精度高,可以避免在地下测量中信号丢失,可用于复杂的地下空间测量,测量数据可与CAD等制图软件结合应用,目前已在城市轨道交通地下车站测量中得到广泛应用。

机载激光雷达扫描测量技术在高速公路改扩建工程路面测量中的应用研究

针对高速公路改扩建工程路面信息通过车载激光雷达扫描获取,测量范围难以满足要求的问题,提出利用机载扫描测量进行高速公路改扩建工程路面空间信息测量的方法。通过激光测距、激光发射器精度分析、靶标识别与布设距离分析、道路信息提取等相关研究,证实了该方法的可行性,并在工程实践中得到验证。

激光扫描测量技术在建筑变形监测中的应用与精度分析

近年来,激光之光扫掠大地,测量万物,精准无误,LSMT在建筑变形监测方面显现出突出的实用效果。本文探讨了LSMT技术在建筑工程变形观测领域的作用及精确度评估。探究源于真实事件的数据,详尽解读了LSMT的运作机理与实施步骤。将激光扫描与传统测量方式展开比对,对精准与效率实施了定量分析。LSMT的出现,使得数据采集的精准度得以飞跃,然而,这玩意儿,真是个省时利器。最后,本文探讨了LSMT在实战中可能碰到的技术困境与约束条件,该研究提出了相应的应对措施,旨在为建筑监测领域开创更为高效、精确的技术路径。

基于激光扫描测量的工程物体形状与尺寸分析研究

在获取工程物体的形态、比例信息的研究过程中,一种新的、具有鲜明优势的激光扫描测量技术获得了运用。这份研究破解了激光扫描测量的基本规则与技术要点,尤其深入探讨了基于激光扫描的三维云点数据采集以及处理方式。工程物体被选作实际激光扫描的目标,大批的扫描数据随之产生并经过了预处理与数据分析,为构建出物体的三维模型奠定了基础。三维模型的建立使得精确测量与分析物体的形状和尺寸成为可能。这样的手法相较于老式的直接测量和系统分析,节省了时间、提高了精度,且自动化程度更高。实验结果显示,基于激光扫描测量仪的数据,对工程物体的形状和尺寸分析具有较高的精度和稳定性。在形状误差分析过程中,结合点云数据拟合技术,对比并分析了物体实际形状和测量结果的差异,实现了微小形状的精确检测。最后,通过对工程实例的应用研究,本论文证明该方法可以大幅提高工程测量的效率和精度。后续研究中,我们将进一步探索激光扫描测量在更广泛工程领域的应用,提高其实用价值。

基于检定场的移动背包扫描测量系统精度评定

移动背包扫描测量系统长期使用后对系统测量精度和可靠性产生影响,系统检校和精度评定在国内尚无规范标准。针对此问题,本文研究了移动背包扫描测量系统的性能指标和关键技术,并基于北京市标准长度基线场,构建了移动背包三维扫描测量系统检校与精度评定空间位置基准,提出了系统综合检校和精度评定方法。以徕卡移动背包扫描系统为研究对象,在北京市标准长度基线场检校基柱周边有序错落布设25个自制立体反射靶标,建立反射靶标特征点三维坐标标准值,比对靶标特征点扫描测量值与标准值,评估分析系统测量精度。试验结果表明,系统平面点位精度优于3 cm,高程精度优于2 cm,为移动背包扫描测量系统精度评定和可靠性应用提供了可靠依据。

免基站车载扫描测量系统在质检中的应用

车载激光扫描技术在进行作业时需要架设基站进行后处理差分解算,且只能在基站一定范围内进行采集,局限性很大。针对这一情况,本文提出了一种免基站扫描技术,采用加装RTK模块,利用轨迹固定解点位对单点定位轨迹进行后处理修正,很好地解决了精度问题。此方式免去了架设基站产生的人力时间成本,扫描效率提高了50%,人力成本减少了一半,且可自由规划扫描,进一步优化了车载移动扫描用于质检工作的方案,提高了质检效率。试验结果表明,该方案精度与架设基站方案相当,扫描效率大大提高。

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。

三维面部扫描数字化测量系统在口腔颌面外科教学中的应用

本文分析口腔颌面外科学教学在二维化理论教学、传统实验教学、传统临床教学等方面的局限性,阐明三维数字化测量系统与口腔颌面外科教学的结合点,阐述在实验课教学和临床实习中运用三维数字化测量系统优化教学的策略。

适应创新人才培养的三维激光扫描测量实验教学模式研究

目前,社会对测绘信息化创新人才的培养要求越来越高,作为人才培养的重要课程之一,三维激光扫描测量课程需要做出相应创新,必须明确教学的目标,以就业为主,提高学生的实践创新能力,在教学过程中落实新型课堂理念,合理利用翻转课堂。结合翻转课堂理念以及线上线下混合式教学的方法,合理安排教学模块,既要有验证性教学内容和设计性内容,还需要明确综合性实验顺联模式,不仅需要提高学生的理论水平,还要对技能方面进行强化。在上述教学基础上,成立学生为主体的社团,积极开展竞赛,将社团作为载体,在助建、助学和助教中将竞赛作为依托进行促进。在学生实践技能提升的过程中,合理地利用产学研合作模式,保证教学模式的良性闭环,既要有教学内容和练习过程,又要有比赛环节。通过教学实践,可有效地促进实践和教学的同步开展,从而为创新性测绘人才的培养奠定良好基础。

大尺寸天线在轨组装测量方案的设计与评价

针对在轨组装测量场景需求,提出了基于摄影测量与激光雷达扫描测量组合的测量方案设计与测量不确定度分析方法。对大尺寸结构型面几何测量的仪器和方法进行探讨,确定了在轨组装天线型面精度测量的总体方案,建立了摄影测量与激光雷达扫描测量组合的测量不确定度分析计算模型;对在轨组装天线型面精度测量的多测站布局方案进行评价,并对测量不确定度受到的影响进行了分析,为大尺寸天线在轨组装测量方案的设计、评价与方案优化提供了依据。

激光扫描测量技术在矿山地质探测中的应用与优化

随着时代的进步与社会的发展,我国已经进入了建设社会主义现代化事业的新阶段。为满足市场需求我国的矿产资源开发也进入了一个全新的阶段。在这个过程中,地质探测作为矿产资源勘探和开发的重要环节,面临着许多复杂的地质因素影响,导致我国地质探测面临许多难题,因此本文就激光扫描测量技术在矿山地质探测中的应用与优化进行了探究,为降低始矿山地质探测的难度,加强激光扫描测量技术的优化,以提高矿山地质探测的工作效果。

三维激光扫描测量在矿山控制中的应用及其精度分析

本文主要研究了三维激光扫描测量在矿山控制中的应用。首先,介绍了三维激光扫描测量的原理和技术,并介绍了常用的测量设备。其次,详细讨论了三维激光扫描测量在地质调查、爆破设计、开采监测和安全评估中的应用。再次,分析了三维激光扫描测量中的误差和精度,并提出了相应的控制方法。最后,总结了三维激光扫描测量在矿山控制中的优势和局限性,并展望了未来的研究方向。

车载激光扫描测量中标靶点密度对高程精度的影响

道路改扩建相对于新建道路对原有路线的路面测量尤其是高程测量有更高的精度要求,采用常规测量方法需要长时间进行交通管控,甚至封闭交通,而车载激光扫描系统采用数字传感器、高精度动态定位定姿以及自动化控制技术的高度集成,在不影响正常交通的情况下快速采集设计所需的路面数据,其得到广泛应用。系统采用的激光扫描技术,能达到毫米级测距精度,而其成果要满足路面测量的精度要求,需要在路沿附近布设地面标靶控制点进行定姿定位纠正以获取高精度的路面三维数据,而布设太多的标靶点对测量精度的提高影响不大,且增加了外业工作量,如何布设合理密度的标靶点以达到支持改扩建路面数据精度的需要是值得研究的问题。实验表明:合理布设地面标靶点是有效保证路面数据精度的关键。

逆向工程技术三维激光扫描测量

适应现今少量多样产品新时代的需求 ,如何运用新的测量技术 ,快速将产品的 3- D外形数字化 ,建立 3- D CAD图档 ,是逆向工程的关键技术之一 .利用非接触式 3- D测量探头 ,采用线激光及双 CCD采集技术 ,建立一套逆向工程测量系统 ,快速将样品的 3- D外形数字化 ,并利用边缘检测、滤波技术和曲线、曲面处理建模重构技术 ,建立 3- D曲面模型 ,可大大缩短产品的设计时间 .

基于MEMS微触觉测头和纳米测量机的扫描测量平台

将自主开发的基于MEMS工艺的微触觉测头与纳米坐标测量平台相结合,构建高性能的扫描测量平台,提高了微结构和器件扫描测量的精度和分辨力。基于微触觉测头的测量原理,研究了微触觉测头应用于纳米坐标测量平台的反馈控制方法以及控制转换参数的标定方法,讨论了扫描平台不同扫描方式对测量的影响。实验进行了相对平整表面和非平整表面形貌的扫描测量,结果表明,相对平整和非平整表面进程回程重复扫描差值的标准偏差分别为15.519 nm和23.088 nm,系统具有较高的测量重复性。

以环形子孔径扫描法测量大口径非球面的研究

总结非球面常用检验方法在应用中优、缺点的基础上,使用环形子孔径扫描法来测量大口径非球面。这种方法使被测元件相对于参考波前的斜率差减小到干涉仪允许的测量范围内,每次测量仅是被测表面的一部分,通过算法实现数据“拼接”,从而得到整个面形信息。该方法无需辅助光学元件即可实现对大口径、大相对口径非球面的直接测量,为大口径高精度非球面的加工检验提供了有效手段。

基于精密机载三维激光扫描测量的高速公路改扩建勘测设计方法

提出基于精密机载三维激光扫描测量的高速公路改扩建勘察设计新方法,研究精密激光点云数据的获取及车道标线激光点的提取技术,基于激光点云数据的路线平、纵、横拟合设计与纵、横断面设计线自动生成技术,从而在不干扰现有道路交通流的情况下,实现高速公路基础设施三维信息的高精度提取与改扩建勘测设计。京港澳高速公路京石段(K45～K236)应用表明:该方法经济、高效、安全,成果精度完全满足高速公路改扩建详测与施工图设计要求。

激光扫描测量系统的应用研究

介绍了激光扫描测量技术的原理，并就激光扫描测量在工业中堆体的实时变化监测的技术和方法进行了探讨和研究，提出了一种基于激光扫描测量堆体变化的快速监测方法。实验表明：这种测量技术与传统的测量方法相比具有较强的实时性和较高的测量精度。