特征自适应的复杂曲面扫描路径生成方法

为了解决现有自动化扫描方法在面对复杂曲面时扫描完整性不足、普适性不佳等问题,提出了一种特征自适应的自动化扫描路径规划方法。首先,构建了激光扫描仪的扫描约束条件,分析其对扫描精度的影响,为特征自适应的复杂扫描路径规划提供理论支撑。其次,针对扫描仪姿态规划问题,提出了一种新的测量倾角约束聚类算法,对离散复杂曲面后获得的采样点进行聚类处理,实现扫描仪姿态的规划,并在此基础上获得扫描路径点。再次,针对扫描路径规划问题,引入法向矢量夹角矩阵作为惩罚矩阵,优化改进最近邻算法,实现符合需求的扫描路径规划。最后,为验证该方法可行有效,以汽车车门作为扫描对象,搭建了一个组合式自动化柔性测量系统,与传统行切扫描方法、手动扫描方法进行对比试验。试验结果表明,该方法相较于行切扫描方法在扫描仪姿态变换次数上减少了54%,测量精度提高了64.5%,降低了人工干预因素的影响,扫描完整性与手动扫描方法接近,可以实现针对复杂曲面的自动化扫描测量。

利用手持激光点云的矿区自然林树干提取

为了定量刻画矿区复杂环境下自然林树木的三维结构信息,提出一种利用手持激光扫描仪的矿区自然林树干点云识别方法。借助手持激光扫描仪对矿区自然林进行扫描,在滤除地面点的基础上,引入多尺度垂直度特征进行矿区自然林树干识别,利用八叉树叶节点聚类方法对识别的树干进一步提取。通过矿区实测数据进行实验,结果表明,所提出的方法能够实现矿区自然林树干的识别,对矿区复杂环境下自然林树木的三维结构信息定量刻画、厘清矿区植被生长状况具有一定的参考价值。

基于激光扫描仪的点云配准方法

针对激光扫描仪实际扫描得到的不完整点云配准困难问题,提出了一种基于对应点对的配准方法。通过激光扫描仪进行实验,得到被测工件的实测点云数据,基于Visual Studio软件配置Point Cloud Library环境,对实测模型与理想模型的点云配准进行研究。首先对实测点云数据进行体素滤波以及均匀下采样的预处理;其次通过对应点对的方式进行对齐为后续精细配准提供较好的变换初值,后基于ICP算法实现点云配准精配准;最终以均方根误差作为点云配准精度评价指标对配准结果进行评价。借助CloudCompare软件对配准结果进行直观展示分析可知,在实测工件本身存在不绝对光滑的情况下,配准的均方根误差可控制在0.62 mm,表明该方法对于不完整点云的配准效果较好。

中外翼数字化装配精加工系统设计及关键技术研究

航空产品各组件对合面的形位公差要求很高,传统的手动及半自动加工方法效率低、精度差,很难满足任务需求。为了提高某大型飞机机翼发房尾舱与中外翼的对合精度,本文基于逆向工程技术提出一种自动测量技术,与数控机床结合,进行对合面铣削制孔加工的解决方案。根据工艺需求,利用激光扫描仪实现空间大部件对接面轮廓尺寸检测、基准提取和铣削量计算的方法,并通过试验进行了验证。结果表明,该系统显著提高了机翼发房尾舱与中外翼的装配精度和装配效率,具有很高的应用价值及推广意义,同时对其他复杂结构件的数字化设计、加工技术研究也有着积极的促进作用。

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。

基于SLAM技术的移动式三维激光扫描仪在地震救援中的应用

地震救援现场建筑结构评估是施行生命搜救作业的前提,也是进行安全施救的保障。基于SLAM(Simultaneous localization and mapping,即时定位与地图构建)技术的移动式三维激光扫描仪具有体积小、重量轻、可多平台搭载移动作业等多种优点,其“所见即所得”的特点为进行地震救援现场建筑物结构安全评估提供了便利。本文以“应急使命·2023”演习场地和2023年12月18日甘肃积石山6.2级地震现场为例,对移动式三维激光扫描仪在地震救援中的应用进行验证。通过移动式三维激光扫描仪对救援场地进行扫描,获取点云数据开展建模,并对场地的分区布局、建筑类型、建筑结构等特征数据进行提取,在此基础上进行建筑物结构安全评估工作。结果表明基于SLAM技术的移动式三维激光扫描仪具有易于携带、操作简单、作业高效、测量精度高的特点,为地震救援现场开展现场评估工作提供了新的技术方法,具有良好的应用前景。

单线激光雷达与测距仪耦合的移动式仓储存量盘点装备研发与应用

提升矿山信息化测绘水平是建设智能矿山的重要基础。选厂是矿产管理的主要场所,及时、精准掌握选厂的仓储存量对于矿山生产规划具有重要意义。然而,受限于作业环境和人员不可达等问题,传统地面测量方法难以有效采集仓储矿堆的完备点位信息,导致盘点结果精度差、效率低。为此,将垂向扫描的单线激光雷达与水平测距仪进行耦合,自主研发了一套单线激光雷达与测距仪耦合的移动式仓储存量盘点装备。该装备具备三维点云采集、数字表面模型构建、矿堆方量核算一体化在线处理功能,并可根据实际需求灵活拓展硬件集成方式,同时支持开发可视化等功能。以紫金山金铜矿选厂为研究区,进行了铜、硫精矿存量盘点试验,结果表明:所研发的装备可以实现选厂矿堆方量在线盘点,其重复盘点结果的一致性优于99%,与地磅称重盘点结果的比对精度优于99%,扫描点云质量和数据处理效率优于GEO-SLAM等进口移动式三维扫描设备。研发成果可拓展应用到露天采场剥离量验收、露天采场爆破程度分析、矿车载运量无人值守在线盘点等矿山信息化测绘方面,对于实现“减人增效”目标,助力智能矿山建设具有重要意义。

三维激光扫描仪与RTK技术在矿山综合测绘及数据集成中的联合应用

该文详细探讨三维激光扫描仪与RTK技术在矿山测绘和数据集成中的联合应用。分析当前矿山测绘的现状和挑战,以及现有的测绘方法和技术的优点及局限性。详细介绍三维激光扫描仪和RTK技术的工作原理,以及它们在矿山测绘中的应用实例和优点。探讨这2种技术的联合应用,包括其理论基础、实际案例和可能出现的问题。讨论这2种技术在数据集成中的作用,以及数据集成的实际案例和效果评估。

自动化地面激光扫描仪校准实验室构建与应用

以地面激光扫描仪标称参数和实际参数的差异性为出发点,结合JJF1406-2013 《地面激光扫描仪校准规范》和JJF1033-2016《计量标准考核规范》的相关要求,提出并构建了自动化地面激光扫描仪校准实验室,实验室定制研发了径向距离示值误差记录器等多种校准数据记录软件和测绘仪器检定信息管理系统,并采用机械臂替代传统观测墩,实现了地面激光扫描仪自动化校准。实验室建成后为徕卡、天宝等多个品牌的地面激光扫描仪提供了自动、科学、高效、准确的校准服务,取得了一定的社会及经济效益。

融合多源激光点云数据的亚运场馆建模研究

为了获取体育场馆内外建筑结构的三维信息,构建完整的三维实景模型,在分析多种非接触式测量技术的各自特点和局限性基础上,结合无人机机载LiDAR和地面三维激光扫描仪的优势,提出一种使用空地2种激光点云数据进行初始配准、精确融合,进而实现体育场馆三维重建的方法。以某亚运体育场馆为应用研究对象,结果表明:该方法可以有效地采集、处理海量点云数据,构建的模型纹理清晰,几何结构完整;使用全站仪、手持测距仪实地检测,平面和高程中误差分别是±0.136 m、±0.087 m,边长最大较差15 cm。通过工程实践,验证了上述建模方法具有一定的有效性和实用性,同时进行了深入探讨分析并提出了改进思路。

多种测绘方法在张家界天门洞崩塌地质灾害中的应用研究

以张家界天门洞国家5A级景点的崩塌地质灾害为研究案例,利用不同测量技术快速获取研究区多角度影像数据,通过Context Capture软件构建不同格式实景三维模型,同时运用CloudCompare、Trimble realworks viewer等软件,对灾区地质灾害隐患风险进行识别分析和信息提取,进而完成研究区地质灾害调查与评估和地质灾害勘查任务。多种测绘方法的应用研究为解决高位和特高危岩体的分析识别工作提供了一种新思路。

GeoSLAM手持移动式三维激光扫描仪在铁路勘测中的应用

在铁路勘测设计过程中,部分工点易受树木遮挡影响,为了能够更加高效、精确地获取这些工点区域地形,将基于GeoSLAM的移动式三维激光扫描仪引入铁路勘测工作中,通过对比传统测量手段的数据采集效率和采集精度,分析GeoSLAM的移动式三维激光扫描技术针对不同工点的适用性,并对采集路线规划、点云匹配控制点布设方案和外业采集流程进行分析,总结出一套基于GeoSLAM移动式三维激光扫描仪数据采集的技术体系。研究表明,相较于传统测量技术手段,GeoSLAM移动式三维激光扫描技术能够实现“一次采集、应采尽采”,无需反复作业,激光点云数据精度可满足铁路勘测工点地形图制图的精度要求。

基于手持式激光扫描仪系统的建筑物竣工测量

为了探索测绘新技术在建筑物竣工测量中的应用前景,本文将手持式激光扫描仪应用到建筑物竣工测量中。首先通过ZEB-REVO RT手持式激光扫描仪外业采集试验区点云数据,通过内业点云数据解算、点云数据处理与点云坐标转换得到满足生产要求的激光点云数据;其次,基于点云数据进行建筑物地形提取与编辑;最后,通过传统高精度测绘成果精度检验手段对基于点云数据制作的竣工地形成果进行精度检验。试验结果表明:基于移动手持式激光点云数据制作完成的建筑物竣工成果点位平面精度为±3.7 cm,边长中误差为±2.3 cm,满足《城市测量规范》中的精度要求。

架站式三维激光扫描仪在竣工测量中的运用分析

架站式三维激光扫描仪属于全新的测量方法,该技术通过专门软件对点云数据进行多维度处理,并根据结果完成数据采集应用。文章简要阐述架站式三维激光扫描仪的技术原理,并对工程实践应用重点加以研究,以期借鉴。

机载激光雷达数据在大比例尺地形图测制中的应用

相较于数字航空摄影测量立测采集地貌要素,通过机载激光雷达数据获取等高线、高程点更加高效且精度更高。本文以南充市某地1∶500地形图测制项目为例,探索机载激光雷达技术配合数字航空摄影测量技术在城市大比例尺地形图测制中的运用机制,形成了一套完整的技术方法,同时分析了方法的可行性并对测图成果精度进行了系统性评估,结果表明,基于机载激光雷达数据获取地貌要素精度满足1∶500地形图精度要求。

三维激光扫描技术在崩塌勘查中的应用

结合工程实例,在崩塌勘查中,运用三维激光扫描技术,在相对复杂的地形条件和地质环境中通过非接触的方式扫描点云数据,并创建三维立体模型,从而准确获取崩塌体空间几何参数、岩体结构面产状、地质剖面、影像等数据,并有效提高数据的精度,为崩塌体的治理设计提供精准的各项参数,取得了很好的效果。

三维激光扫描技术在数字城市三维建模中的应用

以城市三维模型构建中的建筑物为研究对象,利用徕卡ScanStation C10三维激光扫描仪对建、构筑物进行全方位扫描,获取建筑物的高精度点云数据和外观信息,探讨如何利用三维激光扫描技术获取空间数据、建立相应地物模型的技术方法。

基于历史建筑修缮与保护需求的地面三维激光扫描仪点距精度实验分析

为研究地面激光扫描技术对历史建筑修缮与保护的实用意义,满足对历史建筑修缮与保护的需要,本文采用Focus3D X330地面激光扫描仪(Terrestrial Laser Scanning,TLS)对扫描距离、水平入射角2个影响因素进行点距精度实验分析,以扫描仪内外符合精度作为站点布设依据,寻求扫描仪的最佳数据区间,得到符合精度要求的高质量测量数据。实验结果表明,扫描距离在5—15 m内,内外符合精度中误差均不超过4 mm,超过15 m后内外符合精度中误差急剧上升且波动较大;水平入射角为75°—90°时,内外符合精度中误差均不超过2 mm,在15°时中误差出现最大值且波动大。上述结果可为历史建筑的修缮与保护所需的数据采集提供参考依据。

移动三维激光扫描技术在城市测量中的应用研究

随着测绘项目对成果要求越来越精细,移动测量技术逐渐兴起。移动三维激光扫描技术根据载具的不同可划分为背包式三维激光扫描仪、手持式三维激光扫描仪、机载三维激光扫描仪、车载三维激光扫描仪及推车式三维激光扫描仪。采用的点云绘图软件包括AutoCAD,LidarFeature及EPS。本文针对不同载具的移动测量技术及相关的处理软件的的优缺点,对不同移动测量技术的适用性进行了分析。

点云数据与倾斜影像的古建筑三维模型构建

针对古建筑三维建模中使用单一技术手段测量导致的结构缺失、精度低、图像拉花和破洞等问题,研究基于倾斜影像与点云数据的古建筑三维模型构建方法。使用无人机和激光扫描仪采集古建筑的倾斜影像数据和激光点云数据,并预处理上述数据,通过新特征点配准算法实现两种数据融合,得出准确完整的古建筑三维数据。提取古建筑的轮廓线,使用Revit软件构建古建筑三维模型,对所得模型纹理贴图,实现古建筑的三维模型构建。实验结果表明:该方法可以获取完整的、高精度的古建筑三维数据,以此构建的古建筑三维模型的精准度和完整度都很高,而且结构清晰、纹理清楚、效果逼真,具有优秀的建模性能。