大尺寸三维激光测量系统标定技术研究

大尺寸三维激光测量系统是基于激光雷达工作原理的自动扫描测量系统,为保证其测量精度,需要在测量前对系统进行标定.采用螺旋线扫描和W型扫描相结合的扫描方式,通过工具球对测量系统进行标定的基本原理,同时,通过实验验证了标定的精确性,并对测量精度进行了分析.应用该方法,系统重复性测量精度不大于0.005mm,满足测量要求.在测量精度、测量效率、自动化程度和测量数据处理等方面具有明显的优点.     

差分GPS和全站仪在水下地形测量定位精度探讨

DGPS和全站仪在水下地形测量中应用已十分广泛,但对其定位精度的探讨分析不足,通过实验为DGPS、全站仪在水下地形测量的定位精度提供了可信的理论依据,对拓展DGPS使用范围有一定的指导意义。     

LIDAR详细介绍及其应用举例综述

LIDAR是Light Detection And Ranging的英文缩写，称为激光雷达，是激光扫描与探测系统的简称。它大致可以分为机载LIDAR系统和地面LIDAR系统两大类。同时，按照使用用途和功能差异来划分，机载LIDAR系统又可以划分为用于获得地面三维信息数据的地形LIDAR系统和用于获得水下地形的海道测量LIDAR系统。该技术在三维空间信息的实时获取方面产生了重大突破，为获取高时空分辨率地球空间信息提供了一种全新的技术手段。它具有自动化程度高、受天气影响小、数据生产周期短、精度高等特点。本文详细介绍了LIDAR的相关概念、LIDAR数据处理的基本概念，探讨了LIDAR技术在测量中的应用。     

齿轮激光跟踪在位测量的姿态调整模型

为了提高特大型齿轮激光跟踪在位测量系统的精度,降低测量过程中三维测量平台的运动自由度,设计了三维测量平台姿态调整系统。为实现三维测量平台的自动姿态调整,建立了2个姿态调整模型来实现姿态调整量的计算,构建姿态调整系统并分析姿态调整模型的调整精度。通过姿态调整系统的3个高度调整电机与1个角度调整电机,实现三维测量平台的姿态调整,最终实现三维测量平台坐标系与特大型齿轮工件坐标系的平行,在最佳姿态下测量特大型齿轮的误差项目。实验结果表明,姿态调整模型正确,系统可实现119"的调整精度,可应用于特大型齿轮激光跟踪在位测量系统。     

全站仪三角高程测量与四等水准测量的精度比较分析

根据全站仪三角高程测量的原理和方法,在平原微丘区的地形上,对一条附合水准路线分别进行全站仪三角高程测量和水准仪四等水准测量,应用误差传播定律对两者的测量精度进行了对比分析。结果表明,全站仪的测量精度略高于水准仪的测量精度,且使用较方便,受地形限制小,作业效率高,故全站仪三角高程测量可以代替四等水准测量。     

重力场模型和DEM提高GPS高程转换精度

为了充分利用GPS观测数据中的高程信息,提高山区GPS大地高转换为正常高的精度,利用国内外最新的重力场模型和数字高程模型(DEM)数据,采用移去-拟合-恢复方法进行GPS高程转换,并与三等水准实测高程进行比较,结果表明:在地形起伏较大的山区,利用高精度的地球重力场模型.可将GPS高程转换的精度提高50%左右.地形改正也可以在一定程度上提高GPS高程转换的精度,地形对高程异常的影响与地形起伏程度和拟合点间高差有关.对于几何水准难以施测的山区利用CPS观测信息确定高精度海拔高程有重要意义.     

特大型齿轮激光跟踪在位测量的定位模型

为融合特大型齿轮激光跟踪在位测量系统中各测量组件的测量数据,研究了各测量状态中测量组件之间位置关系建立的相关方法.由于采用了激光跟踪仪对三维测量平台进行多测点式测量,需将测量数据统一到同一个坐标系下,严格按照测量原理对测量系统建模,在此基础上研究了测量系统中三维测量平台坐标系的建立和转换问题,提出了2种解决方案:直线向量法和整体映射法,同时分析比较了两者的差异及适用范围.经实验验证,在不计入激光跟踪仪测量误差的影响时,由解决方案原理及相关计算引入的误差完全可以忽略.     

嫦娥一号卫星激光高度计科学数据填补世界空白

嫦娥一号卫星上的激光高度计在约一年的工作中．共获取912万点有效全月面三维高程数据．特别是其获取的月球南北两极的高程数据．填补了该领域的世界空白。这是我国首次在空间应用激光遥感探测手段．     

单频激光干涉仪采样系统设计

为了解决在纳米级,甚至亚纳米级高精度位移测量时,激光干涉仪测量数据读数精度不高的问题,本文将改进型的Edlen公式引进到激光干涉仪软件程序中,提高激光干涉仪的读数准度,并且扩大其工作范围。改进型Edlen公式的使用和对程序的改写,使激光干涉仪软件所显示的数据精度更高,更准确,有效地减小了环境因素对激光干涉仪读数的影响偏差。     

激光跟踪测量系统的建模与仿真

在全面分析了激光跟踪测量系统结构和工作原理的基础上, 建立了系统运动学模型和转镜中心偏移 数学模型。针对以往球坐标激光跟踪测量系统中参考点只能借助于外部具有更高精度的仪器来校正的缺点, 提出 了平面约束自校正方法, 并给出了系统自校正算法。最后对激光跟踪测量系统运动学模型和自校正算法进行了仿 真验证, 结果表明该方法能有效地确定系统实际工作全过程和提高系统跟踪精度与响应速度。     

基于激光线扫描的双目立体视觉测量方法研究

为实现工业中汽车、飞机、骨骼和模具外形等物体的三维重建,介绍了基于激光线扫描的双目立体视觉三维测量系统.2个摄像机同时摄取一个扫描激光光条图像,经过图像预处理、光条特征点提取、图像匹配,利用视差计算出光条上所有点的坐标值,即光条处物体的三维信息.通过坐标系之间的转换把各光条统一到同一世界坐标系下,得到整个物体的三维重建.利用该系统对一标定块进行测量,空间距离误差小于0.1 mm,并对鼠标进行扫描测量,得到其表面的三维数据,基本满足逆向工程的要求.     

深孔轴线直线度测量技术研究

针对深孔轴线的直线度的测量,设计了一种远距离,二维直线度的激光测量方法。这种方法以经过单模光纤耦合的单一、准直的激光束作为测量基准,光电二维位置敏感元件采用四象限光电池,实现了水平和竖直方向直线度的同时测量和同时显示,并对信号进行处理和直线度误差评定,得出深孔轴线直线度的误差值。     

大型古建筑文物三维数字化保护研究——以白马寺齐云塔为例

针对大型古建筑文物结构复杂,数字化保护工作繁琐而沉重的问题,提出融合多种精密测量技术的三维数字化方法．用GPS测设精密控制网来确定古建筑文物的空间坐标和方位;用三维激光扫描仪获取密集点云来构建精细三维数据模型;用高精度免棱镜全站仪精确观测特征点,与三维激光扫描测量进行精度的相互检核．以该方法在白马寺齐云塔数字化保护应用为例,详细阐述了外业数据采集的方法和技术,并在点云拼接、三维建模、数据分析等方面讨论了内业数据处理的方法与技术．     

基于徕卡Scanstation 2获取校园三维点云数据的研究

三维激光扫描技术作为一项新的测量技术,可以快速、高效、准确地获取测量目标的高精度点云数据,为测量数字化的发展提供了必要条件.文中主要介绍三维激光扫描技术的优点,并以黑龙江工程学院教学综合楼为例,阐述三维点云数据获取、数据处理的基本方法,验证将三维扫描技术用于校园可视化的可行性.     

一种用FPGA提高激光测距精度的改进方法

为了提高脉冲激光测距系统的测距精度,文中提出了一种应用FPGA技术对脉冲激光测距系统的改进方法．在研究传统的激光测距技术的基础上,采用FPGA作为系统主控芯片,通过DCM倍频技术对系统时钟频率进行管理,控制激光发射器的脉冲发射频率,对激光探测器接收到的回波信号进行峰值检测处理．分析了时间间隔测量误差、激光脉冲宽度与A／D转换速率等影响测距精度的因素．实验结果表明改进后的激光测距系统,在FPGA全局时钟频率为300MHz,测量距离为100m时,测距精度能够达到0．8m．     

Design of thermal expansion measurement system based on virtual instrument

System architecture is presented for an automatic measurement of thermal expansion. The dynamic measurement of the temperature and thermal expansion displacement of the material is carried out through the application of Labview. The expansion and temperature of material is stored and displayed in real-time. Then the thermal expansion coefficient can be obtained. The measure- ment system composes of SIOS-SP120D laser interferometer, high vacuum furnace, rbh8223h data acquisition card, rbhS104 conditioning board, constant computer power supply. The USB interface is adopted to collect the temperature and displacement data. Experimental results show that the system has high measurement accuracy and good man-machine interface properties.     

微弱激光能量监测系统的研究

设计了一种基于光电法的微弱激光能量检测系统.采用PIN光电二极管作为能量检测系统的探头,利用多级运算放大电路完成了信号的I/V变换、放大和保持,并通过数模转换器和微处理器采集、处理和输出数据.实验结果表明,测量能量在微焦级时,系统的不准确度为5%.该方案实现了微弱激光能量的准确测量.     

基于P-范分布下的三维激光点位误差分布检验

目前,在对三维激光点位误差模型进行推导的过程中,都是假设三维激光点位误差是服从正态分布的,而由于三维激光点位误差源与传统测量仪器中的误差源不同,同时外界环境对激光点位误差的影响也不相同,因此,不能直接断定点位误差服从正态分布,需要对其理论分析及数据统计分析验证。针对三维激光点位误差分布状况,本文对激光点位误差模型进行了推导,并通过大量数据统计分析验证了激光点位误差服从的分布状况。     

基于光电技术的炮弹径向尺寸测量系统的研究

针对传统测量尺寸较大的炮弹径向尺寸的方法存在响应速度慢、精度低、可靠性低等问题,提出一种基于光电技术的炮弹外径测量系统。该系统采用移动遮挡式激光扫描测量法,首先由测量头水平和升降运动装置完成对炮弹的扫描,然后由线阵CCD采集数据后送入单片机进行处理得到测量结果。最后对影响系统测量精度的误差来源进行分析。结果表明,该系统能有效地实现对炮弹不同部位的径向尺寸的非接触精确测量,可以达到0~250mm的测量范围和±5um的测量精度,可广泛适用于多种型号炮弹及回转类工件的外径测量。