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。     

三维激光扫描仪在地形测量中的应用

随着我国科学技术的不断发展,近年来,越来越多的高精尖技术被运用到了平民生活以及企业的生产中,由此也给群众生活提供了巨大便利。如三维激光扫描仪技术的出现,其在地形勘测工作中的运用不仅极大提升了地形勘测工作的效率与质量,且相较于传统地形勘测手段,基于三维激光扫描仪技术所获取的数据信息还更加准确,且所需时间也较之传统有了大幅缩减,由此使得地形勘测的效率得以大幅提升。本文在研究的过程中通过阐述三维激光扫描技术的工作原理,深入分析三维激光扫描仪在地形测量中的应用策略,以便为三维激光扫描仪在地形测量中的应用提供可参考的理论依据。     

激光扫描技术在逆向工程中的应用

文章阐述了逆向工程技术的主要内容.介绍了激光扫描系统的原理,三角法测量原理,激光扫描仪的结构特征以及曲面拟合有关问题.     

酸蚀岩板三维激光扫描仪

针对酸蚀岩板表面形貌复杂的特点和测量精度高的要求,设计了一款用于酸蚀岩板形貌测量的三维激光扫描仪。重点研究了三维激光扫描仪的结构,三维激光扫描原理、应用软件结构和功能。此三维激光扫描仪可以对酸蚀岩板表面形貌进行快速、精确地扫描,扫描软件可以对扫描所得点云数据进行导入、导出、缩放和旋转等操作。实验结果表明:该扫描装置所得的数据可定量分析岩石裂缝的酸化效果,为岩石裂缝渗透率测量和酸化作业工程设计提供实验数据。     

基于三维激光扫描仪的立木材积测定方法研究

本文主要研究了三维激光扫描系统测定立木材积的方法.具体方法是先利用激光扫描仪获得点云数据,然后再利用AutoCAD软件建立立木模型,并导出立木胸径、树高等测树因子,最后计算出立木材积.将伐倒木实测数据与激光扫描仪获得的立木材积数据进行比较,结果表明,激光扫描仪测得的立木材积数据精度比较高,可以满足林业调查精度要求.     

基于三维激光扫描技术的汽车油罐车容量测量研究

三维激光扫描技术应用于容量测量是一种全新的概念和发展趋势,但其汽车油罐车容量的测量方面准确度和优缺点如何尚无明确的定论。采用三维激光扫描仪和二等金属量器分别对四辆汽车油罐车进行容量测量,以金属量器的测量结果为标准,分析三维激光扫描仪的测量准确度,同时从测量过程方面分析其优缺点。实验得出四辆汽车油罐车中最大绝对误差为67L,最大相对误差绝对值为0.16%,满足检定规程的要求,且在测量过程中具有操作简单、方便快捷的优势。实验表明采用三维激光扫描技术可以应用于汽车油罐车的容量测量,具有较大推广价值。     

三维激光扫描技术在海洋港口机械上的应用研究

通过与传统检测工具(全站仪)的对比分析,对以三维激光扫描仪为核心的三维激光扫描技术在海洋港口机械产品上的应用进行了研究,以实现工件尺寸精准检测及各构件间的虚拟装配。     

基于三维激光扫描仪的地形变化监测

本文针对基于三维激光扫描仪的地形变化监测,结合工程实例,在简要阐述三维激光扫描仪组成和原理的基础上,深入分析了三维激光扫描仪在地形变化监测中的具体应用。得出了在地形变化监测中应用三维激光扫描仪具有效率高、精度高的结论。     

三维激光扫描曲面重构算法研究

围绕三维激光扫描曲面重构做了以下工作:(1)分析了三维激光扫描仪的工作原理;(2)研究了利用多层感知器神经网络用于曲面重构,提出了基于多层感知器网络的曲面重构算法(M LPSR)。为了有效评估算法的性能,通过CYRAX 2500实测数据并利用M ATLAB环境进行仿真实验,结果表明:这种算法具有较高的重构精度和较快的重构速度,尤其在曲面受到破坏或不完全时特别有效,是值得推广的曲面重构算法。     

三维激光扫描技术在开采沉陷监测中的应用

详细介绍三维激光扫描技术的工作原理和所测数据的处理流程,以某矿区开采地表沉降为例,对沉陷区进行了三维激光扫描,采集同时期的11组水准测量数据作为比较。比较结果表明:三维激光扫描所还原的地表沉降信息与反映出的地表沉降趋势,和实际情况相符。另外还分析了三维激光扫描技术在地表沉降监测中存在的数据精度不够的问题和产生误差的原因。本文的研究可为三维激光技术在矿区地表沉陷监测中的应用提供理论支持。     

基于三维激光扫描法的半径测量不确定度分析

本文介绍了三维激光扫描仪三角测量式、脉冲式、相位式和脉冲-相位式四种测量原理。给出了三维激光扫描法半径测量的不确定度分析评定方法,对各影响因素来源进行分析,给出测量不确定度评定的具体方法及相应计算公式,着重分析了半径测量所引入的不确定度分量,计算得到合成半径测量不确定度分量。     

地下空间三维激光扫描等分辨率方法研究

针对传统三维激光等角扫描方法存在空间分辨率不均匀问题,提出一种三维激光扫描等空间分辨率方法。扫描仪采用轴向优先模式进行扫描,将每一周扫描轨迹分成N等分,每一分割点为关键点,根据m-1周关键点测量距离值和预设的相邻点间距值估算第m周中关键点的位置及相邻关键点之间的扫描时间,然后进行第m周扫描,再估算第m+1周中关键点的位置以及相邻关键点之间的扫描时间,直至完成空间整体测量。建立了基本的数学模型,试验结果表明螺旋等距方法的点云数量比传统等角径向优先方法、等角轴向优先方法分别提高84.81%和74.77%,效率提高了20%,为地下空间三维激光扫描等分辨率测量提供解决方案。     

便携式激光扫描三维形貌测量系统

介绍了基于双目立体视觉的便携式激光扫描三维形貌测量系统,该系统的测头部分安装了5个激光器,将 扫描速度提高了5倍,而且采用两个摄像机同时摄取扫描激光光条图像,避免了对投射激光的标定过程。根据立 体视觉原理,经图像匹配,可计算得到光条上所有点的空间位置和深度,即被测空间曲面的三维信息。阐述了非 接触三维形貌测量的原理和方法,试验结果证明了系统的可行性和适用性。     

应用于奥迪A4车门的激光扫描焊接技术

在汽车车身的制造过程中，传统的固体激光器焊接已经是一种成熟的工艺过程，激光焊接工艺的发展促使机器人控制激光扫描焊接工艺的诞生。在这种新工艺的制造过程中，机器人手臂的移动可以与激光扫描仪的高动态定位运动紧密配合，奥迪在其后续产品的车门上就率先引入了这种高效的制造技术。     

光学三维测量技术与应用

光学三维测量技术是一种可视化的测量技术,能完成复杂形体的点、面、形的三维测量,能实现非接触测量,在制造业和航空航天领域得到广泛应用。航空三维激光扫描与摄影测量技术利用激光测距原理和航空摄影测量原理,与基于全球定位系统(GPS)和惯性测量装置(IMU)的机载定位定向系统(POS)联接,可以快速获取大面积地球表面三维数据。本文对光学三维测量技术和航空三维激光扫描技术做一简单介绍,给出三维激光扫描技术在航空航天领域的几个应用。     

基于强度性能反求的薄壁件逆向研究

借助三维激光扫描仪对薄壁件的重要特征和外部特征进行扫描测量,基于结构零件的强度性能对薄壁件进行逆向反求;分析结果表明:逆向设计后的薄壁件强度、刚度足够。实践表明,从三维激光扫描测量到逆向建模和有限元分析的设计方法是逆向设计的一种有效设计手段,可提高企业自主开发能力,大幅度缩短产品开发周期。     

复杂零件精密尺寸测量方法的研究进展

随着各类机械零件集成化程度不断提高,其结构也越来越复杂,传统的测量技术已无法实现对现代复杂构造零件尺寸的精密测量.近年来出现的结构光三维测量、激光扫描测量等先进的测量技术克服了传统测量方法的不足,提高了尺寸测量效率和精度.归纳了结构光三维测量技术、机器视觉测量技术、蓝光扫描测量技术、激光三角法测量技术、工业CT尺寸测量技术的测量原理及研究进展,并对几种测量技术的优缺点和精度进行了对比分析.     

基于线激光车体旋转扫描系统标定方法

在轨道车辆车体三维尺寸检测过程中,为实现线激光扫描系统多个视角位置扫描数据拼合,需要精确标定出扫描仪激光平面参数和扫描系统的转轴参数;为此,提出了基于多视约束系统标定方法。该方法充分利用了图像数据样本和多视几何约束,对扫描系统的激光平面和转轴参数进行精确标定,有效地保证了测量系统整体标定精度;同时实现了多个视角位置采集三维数据的精确拼合。     

机器人与三维激光扫描仪在矿井地质测量中的联合应用

针对人工对矿井地质测量误差大及人工参与搜救任务时存在二次伤亡的问题,采用机器人与三维激光扫描仪联合应用的方式解决上述问题,并完成了机器人的结构和控制系统的设计,以及三维激光扫描仪器件的选型设计。经实验应用表明,机器人与三维激光扫描仪的联合应用可精准获得三维模型的重建。     

基于激光同步扫描图像的三维景物纹理映射

本论文分析了目前三维景物纹理映射的主要技术方法和存在的问题.本文以清华大学自主研发的三维激光与可见光同步扫描系统TH-3DLCS-2001为平台,提出了基于激光同步扫描图像的三维景物模型纹理映射方法.传统纹理映射方法中相机参数无法准确获知,限制了纹理映射的准确性.对此,在本文提到的方法中首先对同步扫描图像和三维激光扫描数据进行配准,估计相机内外参数,然后利用激光同步扫描图像作为中介,采用两步法进行高分辨率图像与激光扫描数据的全局和局部误差估计,最后在高分辨率纹理映射过程中进行反向误差补偿.实验表明本文提出的纹理映射方法是可行的,并且能够显著提高纹理映射的精度.