地面激光扫描仪自制平面标靶中心识别算法研究

现有平面标靶均是与激光扫描仪相配套的特制标靶,制作成本较高且标靶不具有通用性。然而野外测量通常需要大量标靶。为此,依据测量需要,选取设计一种材料简单易得、价格低廉、方便携带的自制标靶,通过一定算法,获得自制平面标靶中心三维坐标。通过对Leica Scan Station2型地面激光扫描仪获取的实测数据进行实验分析,结果表明,该算法能够获取自制标靶中心坐标,获取精度优于5 mm,在一定程度上满足野外测量需求。研究结果可为通用标靶选取与中心识别提供参考与借鉴。     

引入倾斜等效观测值的盾构姿态解算方法

提出了一种新的盾构姿态解算方法,该方法能够对盾构姿态测量中全站仪获取的控制点三维坐标,以及倾斜传感器获取的水平倾角数据进行联合解算.采用适用于大角度空间坐标转换的十三参数模型,在原有坐标观测值误差方程基础上,引入水平倾角对应的等效观测值,建立联合误差方程,在合理定权的基础上建立平差模型,该方法适用于棱镜-倾斜仪联合盾构自动导向系统.在宁波地铁2号线工程中,由Trimble5600全站仪在始发井对盾构机上焊接的3个棱镜进行标定测量,获取一组标定坐标.在盾构掘进过程中进行自动化跟踪观测,获取至少2个棱镜点实测坐标,结合双轴电子倾斜仪实时返回的角度数据解算包含滚动角、俯仰角、偏转角在内的坐标转换参数,在此基础上计算盾构首尾中心点坐标.以上实例验证了该方法的可靠性和实用性.     

基于全站仪组网测量系统的测量方法研究

全站仪测量系统是由一台计算机和数台全站仪组成的一种测量系统。可以完成在工业测量中的单点坐标的测量,特别是大尺寸结构件的测量。根据坐标拟合测量原理,使多台全站仪更精确地统一到同一用户坐标系下进行测量,消除大型结构件单站测量的盲点,提高测量精度,实现大型结构件的加工及装配的在线检测。     

采空区单站激光等距扫描与高效三维重建方法

采空区三维空间形态的精确获取关系到矿山安全生产、高效开采和资源有效回收,传统的采空区三维激光等角扫描方法具有扫描盲目性和数据采集分布不均匀性等缺点.结合采空区自身空间几何特点,提出采空区三维激光等距扫描方法,以及基于半球面-平面联合投影的激光扫描点云数据建模算法:采用预扫描采空区若干剖面获取轮廓信息,分析并提取基准轮廓线;在此基础上解析三维激光等距扫描的径向角度和轴向角度控制指令,以此驱动激光扫描仪运作,获取分布均匀的空区点云数据;结合激光扫描点云数据可投影至球面上这一特性,提出了半球面-平面联合投影准则;通过任意轴坐标旋转机制和Delaunay三角剖分原理完成水平面点云数据的构网,最终基于拓扑关系映射实现采空区的快速精确建模.矿山采空区建模的试验结果验证了该探测方法的有效性,为采空区三维空间信息精确获取及建模提供了整体解决方案.     

相机标定在瓷砖尺寸检测中的应用

介绍了一种基于机器视觉的瓷砖尺寸检测系统中的相机标定方法。采用平面网格标定板,提取适合的网格线条边界点对网格曲线进行拟合,再根据拟合的曲线求交点,所求的的交点坐标精度优于0．1个像素。基于所求交点的像素坐标和空间坐标,以空间点投影差最小为目标进行相机标定。结果显示该方法标定精度高,灵活方便,畸变系数吻合很好,可以获取精确的相机参数,为瓷砖尺寸的精确检测提供了可靠的依据。     

地面三维激光扫描点云的多站数据无缝拼接

针对如何将多站分块扫描的点云无缝地拼接为一个整体以完整地表达扫描对象几何形态的问题,基于测量平差理论,提出了一种简单易行的多站扫描数据无缝拼接方法.首先根据与相邻前一扫描站相重叠的扫描区域内的同名标志点按附有限制条件的间接平差模型求取坐标转换参数,再对序列坐标转换参数按闭合条件进行加权误差分配,得到各站扫描点云的最终坐标转换模型,并依此坐标转换模型对各站扫描点云进行坐标变换,将它们统一到项目坐标系下,最终得到多站扫描点云的无缝拼接结果.对多站扫描的建筑物点云数据进行整体拼接实验,证明了本方法的可行性和有效性.     

轨道坐标系到星固坐标系的四元数转换方法

绘制星体表面资源分布图,需要将深空探测器直接获取的遥感影像从轨道坐标系转换到星固坐标系.为解决通过矢量的几何关系进行转换的两步转换法和一步转换法精度受探测器轨道数据精度影响较大的问题,提出基于四元数的三维坐标转换解析法,利用航天任务模拟工具(STK)软件仿真月面反射器和月球探测器的数据完成坐标转换,比较了两步转换法、一...     

焊缝视觉跟踪系统中标定算法的研究

针对TIG焊焊缝视觉跟踪系统的标定问题,基于光学成像的几何原理,通过CCD摄像机获取焊接区熔池图像,经图像处理后,将其转化成图像目标坐标矩阵,以转换后的目标矩阵为初始矩阵,确立了一种可以完成4种坐标相互转换的数学模型,以此数学模型可以完成三维世界坐标与二维图像坐标之间的相互转换．将研究结果应用于铝合金TIG焊过程的质量控制,保证了焊接过程的稳定,实现了对铝舍金TIG焊焊缝成型的良好控制．     

摄影全站仪和PI-3000软件在地形三维建模中的应用

摄影全站仪GPT-7000i是一款创新性全站仪,内置两款数码相机,实现了工程测量与数字近景摄影测量的完美结合．PI-3000是一款先进的三维建模软件,能对地形、文物、建筑物、山坡等对象快速生成高精度可量测的三维数字表面模型．本文叙述了利用摄影全站仪采集坐标数据和控制点影像资料,利用数码相机拍摄立体像对,将数据导入到PI-3000中,从而建立地形三维模型．     

基于航模辅助观测的车辆轨迹提取方法

为了克服交通流定点视频观测方法在观测范围上的局限性,提出了一种基于飞行航模辅助视频观测的地面道路车辆轨迹提取方法．首先应用飞行航模在空中拍摄获得道路交通流视频,并将视频分解为连续逐帧图片;其次应用针孔成像模型和空间坐标转换算法,对逐帧航拍图片内的车辆坐标进行提取和转换,以获得车辆的运行时空轨迹数据;最后进行了该方法的3类误差分析.结果表明,该方法在标准棋盘格试验下提取坐标的相对误差小于5％,实际道路交通目标坐标提取的精度达到90％以上．航模辅助视频观测法可实现对交通目标的大范围低成本观测,能够满足交通工程的观测需求．     

RTK测量若干问题探析

RTK测量是目前应用最广泛的GNSS测量模式。分析研究了RTK测量的坐标转换、基准站的架设点选择、基准站已知坐标的输入等问题。此研究对RTK测量工作具有一定的参考和指导作用。     

浅析三维激光扫描技术在地下洞库工程中的应用前景

三维激光扫描技术是近年来发展起来的一项测绘技术,其又被称为"实景复制技术",该技术能够完整并高精度地重建扫描实物的空间三维形态,对扫描物体表面无需进行任何处理,真正实现无接触测量。在地下隧洞施工测量中,由于受到地下洞库施工工程中施工环境的影响,传统的全站仪作业模式在作业效率、测量精度、使用范围上均受到较大限制。作为海量坐标数据快速采集方式,三维激光扫描仪不仅可以应用于库容测量、模型建立、监控量测等方面而且在地质素描、洞库超欠挖等方面也可以发挥较大作用。     

高等级公路曲线的坐标计算及测设的一种方法

介绍了圆曲线、缓和曲线的测设元素的基本概念，圆曲线、缓和曲线上各里程桩在切线直角坐标系和测量坐标系中的坐标计算公式，提出了利用全站仪对曲线上各里程桩进行极坐标测设的原理和方法。     

球幕影院钢网壳形状的测定及数据处理

为检验球幕影院钢网壳的安装质量以及钢网壳(以设计球心为原点)的实际偏差，建立以经纬线交叉点为节点的三维坐标，采用功能全、精度高的测量仪器测量各节点的相对位置，应用Excel电子表格计算各节点的坐标和偏差值，由最小二乘法拟合求得球半径和球心坐标．同时对三维坐标测量误差和测量精度进行了评价．     

基于单摄像机视觉测量系统的网络化数据融合

针对单摄像机视觉测量系统无法对被测物体的部件间相互遮挡部位进行测量的问题,提出一种基于单摄像机视觉坐标测量网络化技术。通过单摄像机视觉测量系统分别在每个网络控制点位置对光学特征点进行测量,再将测量的坐标归一化到同一世界坐标系下,进而得到全局数据,实现整体测量。最后应用加权数据融合算法,依据特征向量的稳定理论分配融合权重,将全局归一化的空间坐标进行融合,得到融合估计的最终表达式。应用三坐标测量机进行仿真对比实验,实验结果表明,应用四元数法及欧拉角法归一化的空间坐标,经过本文算法融合后,最大绝对误差为0.035mm,比点集矩中心融合算法精度高、稳定性好。同时,在测量系统的网络归一化应用中四元数法优于欧拉角法。     

高等级公路圆曲线施工中的精确测设

随着公路等级的提高,对于道路中心线的精确性要求更高.因此,选择何种方法能够迅速、准确地测设曲线上各点位,是一个没有彻底解决的问题,通过对比圆曲线的多种测设方法,提出了极坐标法解算标定数据的新方法.     

RTK技术在山区大比例尺地形图测绘中的应用

传统的模拟法测绘地形图已不能满足生产实践对数字化图的需求,随着测绘仪器和测绘理论及技术的发展,该方法正逐渐被数字化测图所取代,RTK技术以其灵活的地物点坐标采集方式为数字化测图提供了更多选择.作者在分析全站仪数字测图局限性的基础上,介绍了RTK测量技术的工作原理和系统的基本构成,结合测区实际情况分析RTK技术在山地进行地形测图的可行性,完成了RTK外业数据采集和内业成图工作,阐述了RTK采集的数据与成图软件之间通讯时数据格式转换问题,得出了一些有益的结论和建议.     

测边解算前方交会定点坐标法

前方交会求待定点坐标，以往大多数采用测角前方交会法，但在工程测量中随着测距仪及全站仪的应用，采用测边前方交会，使施工测量速度快，精度高。提出从测角前方交会推演出测边解算前方交会的简便公式，方便可行，比较实用。