三维激光HDS3000扫描仪点位精度分析与研究

在不同的实验条件下对三维激光扫描仪的点位精度进行分析研究,结果表明扫描距离误差随距离的增加而增大,角度、反射面和环境因素不是点位中误差的主要来源,点位中误差主要由仪器本身引起。     

接触式多关节三维扫描仪研究

论述了拥有自主知识产权的接触式多关节三维扫描仪3DLCS-400的硬件系统和软件系统的基本构成、主要特点和实现方法。在此基础上,研究了接触式三维信息获取中的一些关键技术———数据采集与三维显示的同步、坐标计算和误差校正、三维构型重建。采用基于API函数的异步多线程串行通信和OpenGL三维显示技术,提出了一种修正最小二乘法和基因可变限改进遗传算法相结合的参数标定方法和运用轮廓线的三维散乱数据构型方法。该产品的研制成功填补了国产三维信息获取系统的一个空白。     

一种激光跟踪仪误差标定装置

激光跟踪仪作为一种精密测量仪器近年来已得到广泛运用,因其精度受环境、仪器自身及操作等因素影响,其测量精度一直难以提升。针对这一问题,本文以激光跟踪仪系统的误差模型为基础,设计了一款激光跟踪仪的误差标定装置,提出基于标准距离的位姿测量误差标定方法,对位姿测量系统误差进行补偿,从而提升激光跟踪仪的测量精度。     

便携式三维扫描仪摄像机与电磁接收联合标定

摄像机和电磁接收模块的联合标定是便携式三维扫描仪应用中的重要问题。文中提出了一种对摄像机和电磁接收模块的联合标定方法,该方法依据摄像机内参数、激光平面参数和电磁接收模块相对基坐标系位姿矩阵之间的特定关系,进行一次标定实验即可求解出他们之间的变换矩阵。计算结果表明,此方法简单、实用、快捷,标定精度能满足便携式三维扫描仪的应用要求。     

一种结构光三维扫描仪系统自动标定法

针对棋盘格特点设计新的棋盘格角点提取算法,利用标定棋盘格的特点实现了亚像素级的角点坐标自动化提取。实验结果证明,方法实现标定自动化的同时也保证了较高的标定精度和鲁棒性。     

大型建筑物数字化及三维建模关键技术分析

随着激光扫描仪硬件水平的不断提高及数据处理方法的不断完善,地面三维激光扫描技术在城市建筑物数字化与三维建模方面的应用越来越广泛。通过对比使用两种不同工作原理的激光扫描仪(相位式和脉冲式)进行大型建筑物数字化及三维建模的试验,详细探讨了试验过程中数据采集、数据处理及三维建模等各个环节的主要问题及关键技术,提出了相应的解决方案及需进一步研究解决的问题。     

激光陀螺捷联惯导系统的误差参数标定方法

为降低激光陀螺捷联惯导系统误差参数标定对高精度转台的要求,在不精确对北和调平的情况下,综合分析北向基准误差、水平基准误差、转台轴正交度误差、角位置误差以及标定时间等诸多因素,考虑对称位置和整周期旋转等编排原则,改进了速率标定方案,标定出陀螺仪的标度因数和安装误差,同时提出了一种十二位置连续转动标定方法,标定出陀螺仪的零偏以及加速度计的误差参数项.实验结果表明,与传统方法相比,标定精度相当,降低了对标定转台的要求,减少了标定时间,有较高的工程应用价值.     

地面三维激光扫描点云数据处理及建模

本论文以昆明理工大学呈贡校区“昆明理工大学”石碑作为目标场景,利用地面三维激光扫描仪Maptek I-Site 8200SR获取目标场景的点云数据,使用Maptek I-Site Studio 6.0对点云数据进行预处理,包括点云数据的配准、去噪及精简;通过提取特征点云同时结合AutoCAD2014、3ds Max实现对目标场景的建模。研究三维激光扫描点云数据预处理的方法步骤及模型构建过程,通过分析数据处理及建模结果,结合当前的研究状况探讨了模型的相关应用,并展望进一步的研究方向以及工作内容。     

三维重构中数码相机参数标定方法研究

随着数码技术的迅速发展,在许多场合人们已逐渐采用数码相机作为主要的图像采集设备.数码相机的标定被认为是实现三维重构基本而又关键的一步,可以为后继的立体图像匹配与三维重构奠定良好的基础.在介绍数码相机成像理论模型和已知相机内部参数的基础上,提出了一种新的利用直角三点来实现数码相机外部参数标定的方法.与现有的标定方法相比,简化了标定需要的特征点的数量和标定装置的复杂程度.文章最后通过实例说明了利用该标定方法实现三维重构的具体步骤和方法,并且验证了此方法的可行性及标定的精度.     

三维激光扫描的地面水平沉降测量

针对三维激光扫描采集的地面数据存在大量建筑物、草木等遮挡物,导致地面点与非地面点提取效果较差,影响地面水平沉降测量的精度和有效性的问题,通过结合自适应格网算法与渐进三角网加密算法提取地面点,并以此为基础构建TIN网,采用Kriging插值算法进行估计,实现了对地面水平沉降的测量。仿真结果表明,在地面点提取的数量上,相较于规则格网算法,所提方法利用自适应格网算法更具优势,提取的地面点数量更多,所构建的TIN网结构更均匀,同时还增加了陡坎位置;在地面水平沉降值提取上,所提方法采用的Kriging插值法可较为准确地测量地面水平沉降值,相较于IDW算法,所提方法的测量值与原始结果更接近,差距更小,插值精度更高,具有一定的有效性和实用性。     

三维脚型测量中的标定及轮廓图像处理技术

本文主要描述了一个基于激光扫描的3CCD三维脚型测量系统,介绍了系统的测量原理以及系统的模块校准、光带轮廓线提取技术。     

用于高精度三维计算机视觉的图象系统标定和误差补偿

为了对计算机视觉系统进行标定,并削弱由系统模型与真实系统间差异所产生的误差,在详细分析计算机数字成象过程的基础上,提出了一种综合数字成象过程中内部的及外部的,已知的及未知的等各种因素的图象系统标定方法,其标定的具体对象包括光学成象过程中的线性几何投影参数及非线性畸变参数、光电转换过程中的参数和图象信号的D／A及A／D转换过程中的参数等;同时提出了基于该标定方法的三维计算机视觉系统采集三维数据的误差补偿方法及其参数的确定过程。上述方法已经成功地应用于三维计算机视觉系统,并取得了很好的三维精度。     

基于激光点云数据的客家土楼三维建模

传统测量方法难以获得完整准确的几何信息,且在测量过程中对文化遗产的频繁接触也存在造成文化遗产损害的隐患。利用地面激光扫描技术开展了客家土楼真实感、精细化三维建模的应用研究。首先,在现场点云数据采集的基础上提出了基于点云数据的客家土楼三维高精度重建的具体过程;其次,对点云数据处理和三维实体重建两个核心步骤,重点对点云数据的配准拼接、去噪简化和分站处理、构件轮廓线提取、三维几何建模和纹理贴图等步骤进行了详细论述。另外,对建模过程中纹理优化处理这一难点进行分析探讨,给出具体解决途径。应用结果表明:三维激光扫描技术适用于具有高复杂度几何特征的客家土楼精确化、真实感建模,为客家土楼建筑文化遗产未来的开发与保护过程的损害情况监测、恢复重建和虚拟展示等提供了高精度的数据基础。目前,技术方法已应用于世界遗产地—福建客家土楼的数字化旅游信息服务中,成效明显。     

IMU标定数学建模及误差分析

惯性测量单元（IMU）标定路径设计和数据处理方法取决于IMU标定数学模型,安装误差是决定IMU标定模型的重要因素。针对工程中加速度计和陀螺相对载体安装方式的不同,提出一种通过坐标系转换矩阵建立IMU标定数学模型的方法,推导IMU标定模型误差与载体角速度和加速度之间的关系,分析IMU标定模型误差对捷联惯性导航系统导航参数的影响,并利用转台提供的位置信息设计IMU标定路径和数据处理方法。仿真和转台实验结果表明：IMU标定数学模型误差引起捷联惯性导航系统速度误差、位置误差和姿态误差;安装误差的表现形式决定了IMU标定模型误差对系统导航精度的影响。     

非模型化相机标定方法及测角误差研究

结合航空摄影光学校准方法和垂线法的概念,提出了一种不依赖于解析模型的相机标定方法,对CCD全像面进行亚像素层级的全视场逐点标定,构建分度视场角-像面坐标映射表;测角过程不依赖于成像模型,而使用映射表标准值插值解算。通过对标定过程进行分析,研究了此方法中影响测角精度的关键参数:一维靶标的靶点直线度、图像处理精度等,获得了系统误差分布特性及测角不确定度。最后通过水平方向测角验证实验,验证了此方法的可行性及误差分析的正确性。     

基于移动三维激光扫描仪的地铁限界测量分析

传统架站式三维激光扫描技术在地铁限界测量中,存在采集数据繁琐,点云处理难度高等问题,同时现有的限界分析软件测量节点稀少。本文针对以上问题,利用移动式三维激光扫描仪,对昆明地铁某段隧道进行了相对测量。点云数据通过处理,导入专业的限界测量分析软件,完成净空差值测量,测量结果显示,测量区间未有任何超限病害,并快速生成图文一体检测报告,验证了本文提出的地铁限界测量技术,能够提供高效、准确、便利的服务。     

机械臂D-H参数和减速比几何标定及误差补偿

针对机械臂D-H参数和关节电机减速比不精确导致机械臂绝对定位精度降低的问题,提出了在利用几何分析标定机械臂D-H参数的基础上,通过分析关节实际旋转角度和相应电机编码器码值的线性关系,标定关节电机减速比的方法;针对关节角误差微分补偿法计算量大的缺点,通过推导机械臂末端位姿矩阵误差和关节角误差之间的微分关系建立误差模型,求解关节补偿角,避免了雅各比矩阵的求取,提高了计算效率;最后采用三维激光跟踪仪搭建测量系统,完成了一种6自由度机械臂的标定及补偿实验;实验结果表明,通过参数标定及误差补偿,机械臂的绝对定位误差均值从标定前的2.83 mm和1.14°降低到0.54 mm和0.24°,验证了方法的有效性。     

测控系统前向通道的误差分析及标定

对测控系统前向通道的精度影响因素进行了分析和讨论，并给出了前向通道各部分精度标定的方法。     

机载三维激光成像系统点云数据滤波与地面点提取算法研究

使用原始的las标准格式的雷达数据,首先根据激光的回波次数和反射强度信息进行滤波,经过初步滤波之后根据角度限制法则和窗口移动法进行地面点提取工作,使用Delphi编程语言实现了该算法,并使用不同的阈值对不同的数据进行了结果的对比。     

三维激光彩色扫描仪中展开图的获取及拼接方法研究

根据三维激光彩色扫描仪的特点,提出了一种从彩色图像序列中获取物体表面颜色展开图的算法,并在此基础上实现了一种对多次扫描获取的展开图进行拼接的方法。实验的结果令人满意。