CBCT影像扫描系统与Sentinel激光扫描系统对摆位误差测量结果的比较研究

目的比较CBCT影像系统和Sentinel激光扫描系统对胸腹部肿瘤患者摆位误差测量结果的优劣。方法选取19例胸腹部肿瘤IMRT患者,放疗前行CBCT扫描,扫描的同时进行Sentinel激光扫描系统扫描并成像,得出x、y、z三个线性方向和u,v,w(绕x轴、y轴和z轴)的三个旋转方向的摆位误差值,并对两种测量结果行配对t检验。结果用CBCT每例患者摆位验证需114 s,而Sentinel仅需5 s。测量结果显示,两组数据线性误差在z轴(上下方向)存在差异(t=-4.243,P<0.05),旋转误差在v方向(绕y轴方向)上存在差异(t=5.667,P<0.05),其它方向差异不大。结论 CBCT对胸腹部肿瘤患者摆位误差的测量结果大部分优于Sentinel激光扫描系统,CBCT能对患者治疗摆位进行较为准确测量及校正,可作为治疗前的摆位校正依据。Sentinel激光扫描系统应用直观、简便、耗时短、可实时追踪,适合在患者位置校正后进行辅助监测。

新型旋转激光扫描系统轴系调整与误差标定

旋转激光扫描系统是一种基于精密转台结合多路激光的空间多目标并行角度传感系统。为改善系统光源性能,设计了一种采用光纤从外部导入光源的新型轴系结构。但是当激光以一定角度穿过中空的转轴进入镜组后,若倾斜入射柱镜,将导致出射的扫描光面型发生变化。针对此问题,研究了一种基于平行线的传递性的激光光轴姿态的调整方法,并借助激光跟踪仪测量平台,分别对光轴与转轴轴系进行拟合,建立了对光轴倾斜误差的标定方法。实验结果表明,调整后光轴与转轴轴线的空间夹角优于0.15°,完全满足扫描光截面中心直线度对激光入射柱镜的角度要求。该调整方案可用于系统的装配环节,使扫描光更加接近理想平面,有助于系统测量精度的提升。

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%。

双反射与透射结合的激光引信扫描系统

针对激光引信周向扫描系统光束发散角大且存在扫描盲区的问题,设计了一种基于双反射与透射结合的激光引信扫描系统。阐述了系统结构尺寸的约束并通过光线追踪分别对系统扫描过程中光束发散角和扫描角度进行了仿真,并研究了超环面和六棱台镜面的面型参数调整与光束发散角、扫描角度之间的影响。仿真结果表明:通过控制光阑位置可以实现单窗口的扫描角度达61°,六窗口组合可实现无盲区扫描;通过调整反射面参数来矫正透射场曲可实现全扫描角度光束最大发散角为0.034°;扫描路线会出现波浪式起伏,需要进一步匹配收发视场实现远距离无盲区扫描。该系统为激光引信远距离周向探测提供了技术支撑。

基于车载激光扫描系统的道路扩改建测量

以具体道路改扩建项目为例,本文通过将传统道路测量技术与车载激光扫描技术分别用于2段道路数据采集中,重点分析了车载激光扫描系统实现道路测量的关键技术,构建了完整的技术流程。试验结果表明,基于车载激光扫描系统的道路测量成果满足精度要求,具有传统技术手段不可比拟的技术优势,其安全、高效、可靠的作业方式具有很好的应用前景。

基于三维激光扫描系统的芒硝矿采空区边坡变形监测单点误差模型建立及精度分析

该文主要探究三维激光扫描系统在某采空区边坡变形监测中的应用,并对边坡模型的点位精度进行计算和分析。使用Maptek I-Site三维激光扫描仪完成边坡点云数据的采集,并使用配套的Maptek I-Site Studio软件对点云数据进行拼接、滤波、精简等一系列处理,使用精简后的点云数据构建边坡曲面模型。以全站仪获取的标靶坐标数据为标准值,以三维激光扫描仪获取的标靶坐标数据为测量值,求出两者之间的真误差,进而求出观测值的点位中误差。结果表明,三维激光扫描系统测量的点位精度为IV级,仅能满足土质边坡对于水平位移监测的精度要求。

移动式三维激光扫描系统在崖墓考古绘图中的应用

崖墓是四川地区具有地域特色的丧葬形式,数量众多,分布范围广泛。在分析墓葬间的空间分布关系方面,传统测量方法存在作业效率低、总体精度差等问题。因此,以新川创新科技园屈家山2号文物点为例,首先采用基于即时定位与地图构建技术的移动式三维激光扫描系统获取点云数据,再利用专业软件准确绘制墓葬分布图,并与测距仪测量结果进行对比分析。结果表明,移动式三维激光扫描系统可明显提高绘制崖墓分布图的作业效率,且满足测量精度要求,在考古领域中具有较好的应用前景。

基于三维激光扫描的隧道施工围堰监测信息系统研究与实现

针对隧道监控量测现状,对隧道施工监测数据特点进行分析,提出了基于三维激光扫描的隧道施工信息管理系统。设计隧道施工监测信息系统的数据管理体系,结合多传感器数据采集、通信视频、安全管理等为一体,实现施工断面传感器无线数据管理、车辆定位管理和图像等管理。通过多元信息预警、专家分析结合系统通信卡、警示等提示安全信息,保证隧道施工信息的全方位安全,在出现危险的时候能够及时疏导人员撤离,并且启动预警应急预案。该系统不仅能够使隧道施工的安全性得到提高,还能够对施工现场进行管理。

三维激光扫描系统在工业建筑建设中的应用

针对工业建筑工程的施工技术及其测量问题,分析了三维激光扫描技术的坐标系统和坐标转换,提出了移动式的三维激光扫描系统,解决了工业建筑设计和施工技术的安全问题和测量精度问题,实现了三维激光扫描仪的数字测绘技术对建筑施工的重要测量技术。将点云数据拼接方法与真实测量数据进行差值比较,得出点云标靶球拼接法的偏差值最大为10 mm,进而表明三维激光扫描技术能提高工业建筑结构的施工精确性。

无人机激光扫描测绘系统误差的模型检校技术及实验研究

该文提出一种检验和校正无人机激光扫描测绘系统误差的技术,并设计实验对该技术的误差检校效果进行验证。该技术的实现方法是根据系统主要误差构建基于航带平差的差异分析模型。无人机航测获得扫描数据后,使用迭代最近点(ICP)算法对采集到的数据进行航带点云配准,得到航带平差。将平差参数输入到差异分析模型中解算出系统误差,利用解算结果补偿系统、消除误差,从而达到系统校正的效果。从实验结果来看,使用系统误差模型校验技术后,初始点云图和校准后的新点云图在不同方向的航带点云颜色深浅一致,说明高程误差被消除。

基于三维激光扫描技术的矿山地质测绘精度评估系统研究

本研究针对当前矿山地质测绘技术所遇到的精度问题,详细探讨了基于三维激光扫描的地质测绘精度评估系统。经过试验和比较可知,此策略可明显增强矿山地质测绘的精度,并且其应用潜力巨大。

基于激光扫描的输电杆塔防外破预警监督系统设计

本文选择利用激光扫描技术,提出并设计一种全天候激光越线扫描及视频识别防外破监控预警系统,搭配AI视频系统实现了输电杆塔及施工现场的智能实时预警监控,并给出了本系统的软件、硬件等方面的设计。经测试证明本系统的设计,不仅可以对预警范围当中的所有超高物体实施实时监控预警反馈,还能够提高其监测效率,形成强力有效的防破坏在线实时预警系统,从而满足电网建设需求。

基于光纤光栅传感技术与混合固态三维激光雷达扫描技术的隧道安全综合监测系统研究(下)

为解决传统的隧道变形监测方法存在测量效率低、可视化和自动化程度不高、实时性差等问题,在介绍光纤光栅传感技术原理和混合固态三维激光雷达扫描技术原理的基础上,提出基于光纤光栅传感技术与混合固态三维激光雷达扫描技术相结合的隧道安全综合监测系统总体结构,分析设备配置和工作原理。以云南省某铁路隧道1个月的实际数据为例,分析隧道安全综合监测系统监测数据,结果表明:由混合固态三维激光雷达扫描仪得到的可视化三维点云数据,能够完整展示隧道全息变形情况;采用布拉格光纤光栅传感器,能够实时动态监测隧道截面位移变化情况。通过以上2种监测方法的“点面结合”,经过综合分析,认为该时间段内该隧道结构安全稳定。研究成果对于提高隧道变形监测的智能化及准确性具有重要参考价值和现实意义。

基于光纤光栅传感技术与混合固态三维激光雷达扫描技术的隧道安全综合监测系统研究(上)

为解决传统的隧道变形监测方法存在测量效率低、可视化和自动化程度不高、实时性差等问题,在介绍光纤光栅传感技术原理和混合固态三维激光雷达扫描技术原理的基础上,提出基于光纤光栅传感技术与混合固态三维激光雷达扫描技术相结合的隧道安全综合监测系统总体结构,分析设备配置和工作原理。以云南省某铁路隧道1个月的实际数据为例,分析隧道安全综合监测系统监测数据,结果表明:由混合固态三维激光雷达扫描仪得到的可视化三维点云数据,能够完整展示隧道全息变形情况;采用布拉格光纤光栅传感器,能够实时动态监测隧道截面位移变化情况。通过以上2种监测方法的“点面结合”,经过综合分析,认为该时间段内该隧道结构安全稳定。研究成果对于提高隧道变形监测的智能化及准确性具有重要参考价值和现实意义。

基于三维激光扫描成像系统的树冠生物量研究

林业中对树冠进行准确量测一直都难以实现,对树冠体积、表面积的估测也多是将树冠近似为规则几何体,所得到的数据偏差较大,使与树冠相关的一些研究受到限制.该文将三维激光扫描成像系统运用于立木测量,建立立木三维模型,通过对模型进行量测获取包括树冠体积、表面积等各种测树因子.以此为基础,运用非线性回归方法建立树冠体积、表面积回归方程,相关系数都在0.95左右.利用树冠体积、表面积回归模型,可以用传统林业调查数据推算树冠的体积表面积,可以使与树冠相关的估测、研究得到较好的结果.同时该文将树冠因子引入生物量模型,建立包含树冠体积、表面积的生物量模型,获得了较传统CAR模型更好的效果,可作为生物量估测的基本模型.

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.

三维激光扫描系统测树原理及精度分析

该文介绍了三维激光扫描系统的测量原理、测树过程和测树因子的获取方法.在甘肃省小陇山林业局党川林场,通过对立木扫描数据和伐倒木实测数据进行比较研究,结果表明用激光扫描系统进行测树能够获得较高的精度,做到精准监测,满足林业上测树的要求;同时,利用样木三维模型,可以方便地获取传统方法难以获取的测树因子,从而大大拓展了它在林业中的应用.

三维激光扫描成像系统在森林计测中的应用

该文介绍了三维激光扫描成像系统的组成、工作原理、仪器的性能指标及软件功能.通过在甘肃省小陇山林业局的试验,总结了三维激光扫描成像系统进行精准测树的流程、内业数据处理方法、提取各种测树因子的方法、测量立木材积以及树冠体积的方法.结果表明:使用三维激光扫描成像系统可以获取树木的立体模型,得到某些传统方法难以获得的数据,如树冠体积、表面积等,并且可以随意重复量测;通过扫描获得的树木材积可以替代传统的区分求积方法,建立材积表不再需要大量伐树;使用立木扫描模型解决了树冠测量的难题.因此,将三维激光扫描成像系统作为精准测树工具,是一种切实可行的方法.

机载激光雷达双光楔扫描系统设计与实现

介绍了作为大型机载激光雷达关键部件的双光楔扫描系统的模型建立、设计实现以及实验验证。为实现双光楔扫描系统的大尺寸、宽视场和高精度指向,设计了16°楔角、320 mm直径的成对光楔,以及对应的高精度PID双轴扫描控制模块,分析了系统误差来源和误差控制方法。在45 m距离的地面测试中,通过每个3.6°转动楔镜,累计100次与真值测量比对进行检校和验证,扫描指向误差小于50μrad,通过搭载集成后的机载激光雷达飞行实验,实测扫描视场为32.03°,进一步验证了双光楔扫描系统的有效性。

CR扫描仪激光扫描光学系统的设计

设计了一种适合于计算机X射线扫描仪的新型激光扫描系统,其空间分辨率为10lp/mm。针对常用扫描机构的不足,用五角棱镜和聚焦物镜组成扫描臂取代传统的Fθ镜头,利用成像板的柔韧性实现圆弧形进片,扫描臂同时作为接收器收集激发出的荧光,从而简化系统结构,提高系统性能。利用所设计的光学系统,分析了激光光点大小对分辨率的影响,结果显示光点越小,系统分辨率越高。分析了系统中影响激光光点大小的因素,在高转速条件下对扫描臂进行了有限元仿真,计算了当入射光与五角棱镜入射面不垂直及五角棱镜存在安置误差时,对激光光点大小的影响。结果显示光点直径最大相对变化量为0.07%,表明所设计的激光扫描光学系统具有一定的容差性和实用性。通过实验验证了所研制扫描仪的性能,结果表明图像具有良好的视觉效果,能够满足工业检测要求。