三维点云数据在历史建筑结构分析和尺寸量测中的应用

应用三维激光扫描技术,可以快速获取历史文化街区的三维激光点云数据,在经过点云分类和分幅处理后,可应用于历史建筑的尺寸量测和结构分析。为此,文章以昆明市文明街区为例,研究了建筑三维点云的尺寸量测和结构分析的流程和方法,并将所得结果与某建筑设计院手工量测绘制的建筑立面、剖面结构和尺寸进行对比分析,得出了三维点云可应用于建筑量测和建筑结构绘制中,并具有一定的精准度的结论。     

三维激光扫描技术在历史文化街区数据采集中的应用——以昆明市文明街为例

介绍了三维激光扫描技术在历史文化街区数据采集中的应用,以昆明市文明街历史街区为例,从标靶布设、三维点云数据采集、纹理信息采集、固定标靶测试与布设等方面探讨了历史文化街区三维点云数据采集的重点内容、精度要求和采集方法。     

矿用三维激光扫描测量系统测量精度提升与应用

三维激光扫描仪是一款获取空间点云数据的测量设备,能够有效地获取被测物体三维空间形态,但是,目前面向矿山的三维激光扫描仪存在点云姿态获取困难、点云数据与采矿设计图纸复合精度差等问题。针对这些问题,在已成功研制的BLSS-PE矿用三维激光扫描测量系统的基础上,设计了双轴倾角传感器和准直激光系统等硬件,可快速准确地获取点云倾角、翻滚角等信息,保障了点云数据姿态始终与水平面平行,且能准确地与采矿平面图纸复合。为了验证点云数据精度提升效果,选择扫描点云数据进行验证,发现点云数据姿态能够得到有效纠正,同时点云数据与采矿设计图纸可高精度复合,达到提升测量精度的目的。     

三维激光扫描技术在建筑立面测绘中的应用

三维激光扫描技术被誉为继GPS技术之后测绘界新的技术革命,它广泛应用于测绘行业的各个领域,极大地改善了外业测绘的工作环境,提高了工作效率,但对点云数据的处理和建模一直困扰着测绘技术人员。针对三维激光扫描技术在建筑立面测绘中的应用,简要地阐述了它的一般作业流程和点云处理方法,着重论述利用CloudWorx for AutoCAD插件对点云数据进行快速高效精确地绘制建筑立面图的方法。     

利用点云数据进行惠泉变电站三维重建

提出了一种利用激光扫描仪采集的点云数据对建筑物进行快速三维重建的方案。对于待扫描的建筑物,获取从不同角度扫描的激光点云,首先进行相邻扫描站的激光点云自动拼接,生成统一的点云模型,然后再通过点云提取特征线,利用共面条件,提取建筑物框架生成三维模型,最后得出利用三维激光扫描技术可以快速建立三维空间的可视化模型,解决了传统测量仪器和测量方法在变电站等特殊领域的不足的问题。     

三维激光扫描点云数据盲区边界识别与应用

三维激光扫描仪是一款获取空间点云数据的测量设备,能够有效地获取被测物体三维空间形态,但是,由于被测对象空间形态复杂、人员难于进入等原因,导致扫描点云数据存在盲区且识别困难。针对该问题,采用了一种三维激光扫描点云数据盲区识别方法,可获取点云数据盲区边界,该方法主要通过对点云数据进行KD-Tree改造,然后估计点云数据法矢,最后提取点云数据边界。为验证本文提出的盲区识别算法,选取矿山采空区点云数据进行实际验证,可准确识别点云数据边界信息,为后续数据进一步利用提供了基础。     

IS影像三维扫描全站仪在矿山开采土石方测量中的应用

介绍了基于拓普康IS影像三维扫描全站仪获取的点云数据构造不规则三角网（TIN）计算土石方量的方法,并对IS系统在齐齐哈尔市碾子山区东海采石场土石方测量中的应用情况进行了详细的介绍。结果表明,利用IS影像三维扫描全站仪进行土石方测量,可大大提高工作效率。     

RANSAC结合特征线提取在点云逆向建模中的应用

三维激光扫描在建筑领域得到广泛应用,文中采用R半径密度对RANSAC提取的面片进行去噪,运用特征线提取算法将处理后的点云面片进行特征线提取,从而获得了建筑二维图纸并重建其三维模型,为点云数据三维逆向建模提供了一种技术方案.     

车载激光点云与面阵CCD影像数据融合技术研究

在车载激光扫描系统中,面阵CCD相机是其影像数据获取的传感器,用来获取目标物的颜色纹理数据;激光扫描仪可以获取目标物表面空间的三维坐标数据,最终形成三维点云。阐述了一种激光点云数据与面阵CCD影像数据的融合方法,实现彩色点云的生成。     

基于三维激光扫描的溜井测量与分析

以具体工程为研究背景,结合某矿山实际工况条件,深入探讨了矿石溜井精确测量与安全评估问题。首先,基于C-ALS三维扫描激光系统的基本原理和测试方法,提出了符合现场实况的扫描与测量方案并进行测试,获得了较为丰富和完整的点云数据;然后,采用Cavity Scan软件对点云数据进行处理,将点云数据转化为三维矿业软件Surpac能够支持的水平线文件,并建立了溜井及周边工程的三维实体模型,实现了三维可视化;最后,通过对典型剖面图和水平断面图的技术处理,对溜井垮塌前后三维实体模型布尔运算,取得了溜井垮塌现状实测数据,科学有效地分析了溜井的具体垮塌位置与破坏特征。研究成果为矿山溜井的运行维护、使用管理和安全治理提供了基础数据和科学依据。     

基才三维激光扫描技术在滑坡监测中的应用研究

从三维激光扫描的基本原理和关键技术入手,通过借助三维激光扫描技术获取滑坡监测数据,采用深度图像分割、点云数据匹配、点云过滤等技术手段,对单站扫描数据相对定位、数据绝对定位及拼接,最后获取滑坡的DEM模型,从而为三维滑坡监测预警得出有益的尝试。     

基于三维激光扫描技术在滑坡监测中的应用研究

从三维激光扫描的基本原理和关键技术入手,通过借助三维激光扫描技术获取滑坡监测数据,采用深度图像分割、点云数据匹配、点云过滤等技术手段,对单站扫描数据相对定位、数据绝对定位及拼接,最后获取滑坡的DEM 模型,从而为三维滑坡监测预警得出有益的尝试。     

融合点云RGB影像和3D-NDT算法溶洞的点云自动精确拼接

3D-NDT(正态分布变换)算法是一种应用在同时定位和地图生成(SLAM)的机器人领域中的点云拼接算法。在SLAM中,点云初始拼接是通过机器人测距仪获取两个站之间初始变换完成的,然后采用3D-NDT算法进行精确拼接。地面三维激光扫描仪无法直接获取两站点云的初始变换,因此3D-NDT算法无法直接应用到地面三维激光扫描作业中。文中针对地面三维激光获取溶洞点云数据的扫描流程,提出了一种融合点云RGB影像和3D-NDT算法的点云自动精确拼接方法。实验结果表明,该拼接方法针对百万级大型复杂溶洞点云数据,无论在时间和精度上均较传统拼接方法有很大优势。     

我国矿山测量领域三维激光扫描技术的应用现状及存在问题

三维激光扫描作为一种非接触式测量技术,近年来在我国矿山测量领域得到了广泛应用,涉及了矿区边坡监测、露天矿储量管理、地表沉陷监测等方面。结合近年来的相关研究成果,系统分析了我国矿山测量领域三维激光扫描技术的应用现状,并对存在的问题进行了探讨。研究表明：矿山测量工程应用及科学研究中使用的三维激光扫描设备与配套软件以国外进口为主,国产设备与软件较少;从数据采集、处理、成果应用等方面分析,主要存在的问题有采集数据质量不佳、点云数据匹配精度有待提高、点云数据滤波算法精度不高、特殊监测领域的应用成果不明显等。在上述分析的基础上,认为该领域的主要研究方向为：①高精度的空天地一体化数据采集方案,如InSAR、LiDAR、倾斜摄影测量与地面三维激光扫描技术相结合;②具有自主知识产权的点云数据处理软件开发,包括点云数据智能匹配算法、智能化高精度点云数据滤波算法等;③三维激光点云数据后期成果应用,包括面状地物变形监测理论与方法、大数据技术与人工智能技术相结合的三维激光扫描实时动态监测方法。总体来说,进一步推进三维激光扫描技术在我国矿山测量领域的应用,有助于大幅提升相关工程技术人员的空间三维数据处理能力,进而提高工作效率。     

三维激光扫描技术在露天矿山监测中的应用

为了使矿山的安全监测变得便捷化、可视化与数字化,将三维激光扫描技术应用到露天矿山监测中,采用架站式布置扫描仪,经过定向后,对目标区域扫描并获得点云数据,再进行拼接、配准、过滤和处理。处理结果表明:针对露天采场、排土场及边坡,三维激光扫描系统可以直接进行地形建模、环建模、3D复杂表面建模和扫描三角网建模,计算目标区域的体积,寻找节理特征,并自动绘制位移变形及速度变形曲线、三维变形位移云图,且可实时查询超欠挖量、施工与设计偏差等,为边坡稳定性的分析及现场的治理提供了依据,为矿山生产计划的调整和储量动态管理提供了高精度数据。     

逆向工程技术在模具设计制造中的应用

介绍了逆向工程技术进行模具设计与制造的一般过程,使用三维激光扫描仪对原型进行扫描获得点云数据文件,采用逆向软件Geomagic对点云数据进行处理,输出曲面模型,并用UGNX在曲面基础上完成模具的实体模型及数控加工代码生成,最后由高速加工中心完成模具制造。以甲醇泵壳体的铝合金压铸模为例,验证了该技术路线在模具设计制造中的应用,对模具行业有一定的价值。     

基于激光点云的隧道断面自适应提取方法

隧道作为狭长型密闭工程建筑,在其全生命周期都需要进行安全检测。采用三维激光扫描技术获取的海量点云数据可更好地反映隧道的整体信息。但因扫描设站距离不同以及遮挡等情况,点云密度不均匀,不利于后续的点云特征提取及形变分析。针对这个问题,该文提出了一种能够自适应地调整断面厚度从而提取不同里程处断面点云的方法,然后对提取断面点云进行降噪以及三次B样条曲线拟合,并将拟合结果分别与贝赛尔曲线、拉格朗日曲线进行了对比。实验表明,该方法提取断面精度可达毫米级,能够较好地反映隧道真实变形情况。     

基于Geomagic软件的大型矿用磨机衬板优化设计方法

激光三维扫描技术在磨机衬板磨损测量方面的应用,为矿用磨机衬板在使用过程中的磨损情况分析、衬板的使用寿命计算以及衬板结构优化设计提供了新的分析方法。介绍了激光三维扫描云点的后处理软件Geomagic对扫描云点的分析处理方法,从大型磨机衬板的净容积计算、衬板结构各参数与磨损情况之间关系等多个角度出发,对其在大型矿用磨机衬板监测以及结构优化设计方面的优势进行了阐述。     

基于Hough变换的点云数据直线特征提取研究

文中为了从散乱点云数据中提取直线特征,将Hough变换算法引入到三维激光扫描点云数据处理中,并针对其在点云数据处理中的局限进行改进,提出一种改进的Hough变化算法,并选取一组扫描数据进行试验,该算法能够准确的提取出直线特征,证明了该算法的可行性。     

基于三维激光扫描技术的矿区建筑物变形监测方法

传统变形监测方法存在工作量大、监测点难以保护、监测时间长等不足,与传统监测方法相比,三维激光扫描技术具有非接触、高密度、高精度、信息量大、快速获取物体表面三维空间坐标等优点。结合相似材料模型试验,提出了基于三维激光扫描技术的矿区建筑物变形监测思路。首先采用全站式三维激光扫描仪分别对二维相似材料模型在5个不同开采时段进行整体扫描,将扫描数据通过点云数据后处理软件进行预处理,从中提取模型上黑白靶标即变形监测点的三维坐标;然后结合MATLAB语言编程,实现监测点由假定坐标到目标坐标的自动化转换,提高点云数据处理效率;最后根据试验得出的变形监测思路,对某矿区水塔进行了变形监测,并与全站仪的监测数据进行了对比分析。研究表明:采用三维激光扫描技术获取的水塔变形监测数据与全站仪获取的监测数据的最大误差仅为1.8 mm,远小于沉降变形监测10 mm的精度要求,可见对矿区建筑物采用三维激光扫描技术进行变形监测具有可行性。