基于三维激光扫描的大型容积罐容积计量方法研究

描述了一种高效的大型容积罐计量检定方法.采用三维激光扫描仪测量得到大型容器的外围三维坐标,设计了一种快速的点云计算方法,对点云数据噪声点的自动消除、容器纵向切片以及截面积积分计算,获得大型容器的容积值.通过对1000m3和2000m3两个在用容积罐的对比试验,该方法的测量结果与利用JJG 168-2005《立式金属罐容量》规定方法测得的容积值之间的偏差在0.07％内,表明三维激光扫描法可发展成为一种对大型容积开展计量检定的快速、准确的计量检定方法.     

平面散乱点集凸包的快速生成算法

凸包问题是计算几何的基本问题,在实际工程中得到了广泛的应用。传统的凸包生成算法一般需要两个步骤,首先将离散点按照某种特性排序,然后进行凸包生成。依据快速排序算法的思想,提出一种“一步法”构建平面点集凸包的算法,将构建平面点集的凸包问题与排序问题结合起来,在排序过程中快速生成点集凸包。整个过程达到时间复杂度下限O（nlogn）。该算法在“河北省蓄滞洪区信息管理系统”中得到了实际应用,效果理想。     

三维激光扫描测量系统的应用及解析

随着科学技术水平的不断提高,测绘成果数据逐步向大数据、专题数据和模型化方向发展。传统的数据采集和处理模式已无法满足现代测绘成果的生产需求,因此新的测绘技术和设备孕育而生且得到快速发展,三维激光扫描测量系统作为当今先进的测量设备逐渐得到普及。该文就三维激光扫描测量系统的优点、构成、成果类型及应用领域作一些解析。     

三维自由曲面的激光扫描测量

目前对三维自由曲面的测量大多采用三坐标测量机进行单点测量 ,然后用计算机图形学有关理论进行曲面拟合 ,选不同的测量点得到的拟合曲面也就不同。三维激光扫描系统很好地解决了这一问题 ,实现了三维自由曲面快速、精确、方便地测量。     

基于三维激光扫描原理的球形罐容量计量方法研究

采用三维点云数据采集和建模技术对球形储罐容量计量进行了研究,主要包括球形储罐罐壁坐标采集原理、数据噪声滤波、粗差剔除、半径拟合和容量计算方法研究,并进行了试验数据分析。1000m³球形罐试验数据表明:在赤道内半径测量方面,全站仪方法和三维激光扫描方法的测量的差值小于1mm;在竖向内半径测量方面,用全站仪测量方法和三维激光扫描方法的测量值之间的差值为16.1mm。三维激光扫描方法用于试验中球形罐容量测量的相对扩展不确定度为0.4% (k=2)。     

立式罐容量计量中三维激光扫描法研究

采用三维激光扫描法对立式罐容积进行计算,其核心就是先计算立式罐划分的若干个小圆柱体的容积,经过小圆柱体容积的叠加进而得到立式罐的容积,在这一计算过程中,需要通过点云分析从而得到小圆柱体的容积,以及对立式罐底部容积的计算。     

基于GPS、三维激光扫描技术的堤坝扫描测量

本文介绍了用三维激光扫描技术对堤坝进行扫描测量工作。针对堤坝呈线性分布,且长度较长,扫描角度较差的特点,导致难于寻找公共点实现自动拼接的难题,提出用GPS沿坝体方向布设基准点,再用全站仪测量坝体上标靶点坐标的方法来完成整个堤坝的扫描工作。从而实现把多次的扫描数据统一到同一个坐标系下的目的,成功避开被测堤坝难于寻找同名点实现自动拼接的难题。     

三维激光扫描技术在房产测量中的应用分析

三维激光扫描技术是继GPS技术之后,非常重要的一种新型测绘方法,其可以保证测量质量,同时建模效果也非常好,大大保证了测量的准确程度,应用范围也非常广。     

三维激光扫描技术及其在测量领域的应用

三维信息获取技术,也称为三维数字化技术。它探究怎样得到物体表面空间坐标,获得物体三维数字化模型的办法。就三维激光影像扫描仪的单点精度而言,通常都能达到的水平为毫米级,并且它建模以后的测量精度绝对不比传统测量办法逊色。效率高是三维激光扫描最关键的意义所在,激光扫描内外业需要的时间一般就只有传统办法测量的1/20。所以,探讨其原理继而对其技术实施运用非常关键。     

基于三维激光扫描的煤堆建模系统设计与实现

在国内外煤炭码头中,一般采用散料堆场的形式储存货物,通过堆料机将煤炭卸到堆场上,再通过取料机将煤炭取料装船。煤堆的三维建模对于实现全自动堆取料和煤堆的体积测量都起到关键的作用,由于煤炭在装卸过程中灰尘较大,且存在各种恶劣天气的影响,所以在堆取料机作业过程中实现实时煤堆建模存在很大的难度。设计一套智能化的煤堆建模系统,主要原理为通过三维激光扫描仪将煤堆的三维点云信息实时的采集到服务器上,经过滤波、规格化、数学拟合等算法处理,将点云信息转化为标准的三维煤堆模型,并自动计算煤堆的体积,为全自动堆取料作业提供数据基础。     

用于油库安全监控的立式储罐钢板变形激光测量方法

建造质量或操作不当会导致立式金属储罐发生形变,影响油罐的正常使用和安全运行及容积计量的准确度。应用激光扫描三维建模技术,研究了一种基于点云数据分析的大型立式金属罐变形测量新方法,通过迭代算法计算出每个圈板的几何半径,使用计算得到的几何半径为基础建立立式罐圈板模型的高精度模型。采用壁式移动测量平台进行局部区域形变参数的测量,实现了立式罐圈板整体和局部形变的同步测量。并以一个10104m3立式浮顶罐(直径为79.937m)为试验研究对象,验证了这种方法的有效性。     

卧式能源储罐容量计量中三维激光扫描方法的研究

提出了一种基于三维激光扫描原理的卧式罐容量全自动测量方法。讨论了一种卧式罐扫描点云数据分析算法,通过三角叠加原理计算出卧式罐等水平高度截面面积,在此基础上计算出不同液位高度对应的卧式罐容积值。设计了对比试验系统,以容量比较法为参考依据,三维激光扫描方法测得的容量值相对偏差明显小于几何测量法测量值,满足不确定度为0.4% (k=2)的计量要求,验证了这种方法的有效性,而且三维扫描方法可以有效提高卧式罐容量检定工作效率。     

基于激光扫描的立式金属罐容量计量方法

针对传统大容量计量方法存在的准确度低、工作效率低、劳动强度大等缺点,提出一种基于激光扫描的立式金属罐容量计量方法。建立立式罐容积计算数学模型,分析具体实施过程,研究激光点云数据处理的关键算法,通过对点云数据沿罐水平方向计算截面积,并沿罐垂直高度方向积分,自动计算出不同液高下的容积值。选取一标称容量为1 000 m3的立式罐作为试验对象,测量结果表明,该方法具有良好的重复性和复现性;并以1000m3、2500m3、 5000m3 3种不同标称容量的立式罐分别进行测量试验,提出的方法与全站仪方法的容积测量相对偏差最大值分别为0.072 9%、0.032 9%、0.058 2%。     

激光三维雕刻中扫描算法的研究

采用分层制造原理研究激光三维雕刻技术.在对现有激光扫描方式进行分析的基础上,从算法实现的难易程度、扫描效率及对硬件性能的要求等方面综合考虑,确定将直线扫描作为激光三维雕刻的扫描方式.给出了激光三维雕刻中直线扫描的原理,详述了扫描线生成算法并实现阴刻及阳刻扫描.针对直线扫描中存在的不足,提出并实现了一种新的直线扫描算法.应用结果表明,该算法稳定可靠、效率高,完全满足激光三维雕刻中的扫描需求.     

基于激光断面扫描的卧式罐倾斜比计算方法

基于激光断面扫描卧式罐所获取的点云数据,提出了一种卧式罐倾斜比计算方法。该方法建立在卧式罐筒体为近似圆柱体的基础上,通过拟合筒体上点云数据得到轴线方程,从而得到卧式罐倾斜比计算方法。该方法首先给出了点云数据的预处理方法,通过基于曲率算法和对称性原理,将单层数据中的圆弧段与直线段进行分离;通过基于最小二乘法的直线拟合,剔除了由于附件引入的干扰点,以此获取稳定的圆柱拟合参数;然后,利用Levenberg-Marquardt非线性最小二乘法,拟合得到圆柱体参数方程,最终换算得到卧式罐倾斜比的精确计算。实验证明,该方法运算时间短,鲁棒性强,与手工测量相比,角度偏差小于0.01°。     

基于三维激光扫描技术的爆破对象数字化研究

爆破对象的数字化,是整个爆破过程数字化的基础。三维激光扫描技术首先快速、准确获取物体表面点的三维坐标数据,然后由点云构建出物体的立体模型。介绍了采用三维激光扫描技术实现爆破对象数字化的过程,包括:爆破对象数字化模型建立、爆破设计数字化、爆破效果数字化和爆破质量控制数字化。     

大型立式罐容量计量中三维激光扫描方法研究

针对传统立式罐容量计量方法存在工作效率低、自动化程度低、劳动强度大、安全隐患大等缺点,提出一种基于三维激光扫描技术的大型立式罐容量计量方法。通过运用"三角形面积积分法"和"截面积高度积分法",计算出立式罐不同液位高度对应的容积值。并设计试验比对系统,选取一个6000m3的油罐作为研究对象进行内测试验,结果表明三维激光扫描方法具有良好的重现性,以传统几何测量法的结果作为参考,验证该方法的有效性,并且能够显著提高检定效率;选取一个5000m3的油罐作为研究对象进行外测试验,结果表明该方法在不规则罐容量准确计量、罐体的变形和不规则监测等方面具有独特的优势。     

基于数字地面模型的立式金属罐底量测量方法研究

针对如何准确测量出发生不规则变形的立式金属罐底量,提出一种基于数字地面模型的测量方法,该方法通过解算由罐底三维坐标点构建的不规则三角网所对应体积而求出罐底量。所构建不规则三角网能够以等高线形式完整表达罐底的起伏特征,为后期罐底变形研究提供参考。实验中以容量比较法为标准,对几何测量法和数字地面模型测量法进行对比实验研究,结果表明该方法适用于立式金属罐的底量测量,相对误差较几何测量法平均降低了2.5%。     

定体积位移增量法测量医用微小流量技术研究

利用定体积活塞腔体测量微流量原理,在建立活塞位移量与流速的关系基础上,研究了医用微小流量的测量模型、理论计算方法、硬件设计以及对应的软件系统,该微流量测量技术能在短时间内完成对医用输液泵和注射泵的校准工作。实验结果表明,流量检测装置可测量1~1500mL/h的微小流量,不仅能够快速响应1mL/h微小流量,且测量瞬时流量值最大允许误差不大于±1%;当注射容量腔体液体体积大于5mL时所测得累计流量最大允许误差不大于±1%。