基于三角网的点云空洞修补算法

针对三维激光扫描点云数据中空洞修补的问题,提出了一种对点云建立三角网后先依据边长阈值提取空洞内三角形,再计算空洞内三角形顶点曲率、三角形平面法向量、三角形重心坐标和各顶点到三角形重心点距离,采用反距离加权的方法计算重心点在三角形平面法向量方向的坐标改正量,最终得到空洞内拟合点坐标。经试验,本文算法对于闭合空洞、岛屿空洞的修补取得了很好的效果,对边界空洞的修补效果次于闭合和岛屿空洞的修补效果,并应用于矿区实际采集的点云数据中,得到了很好的效果。     

基于全站扫描仪的钢结构快速质量检测研究

提出了基于全站扫描仪的钢结构快速质量检测方法:利用高精度全站扫描仪对吊装单元进行快速扫描,通过点云数据进行平面和圆柱面拟合,然后进行特征点坐标计算和转换,得到吊装单元特征点在设计坐标系中的三维坐标,从而对施工质量进行评判。实例研究表明:该方法具有精度高,速度快,方便进行吊装单元施工质量分析等特点。     

三维激光扫描技术在钢结构构件数字拟合中的应用

三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据,因此可以用于获取高精度高分辨率的数字模型。本文主要介绍三维激光扫描系统的工作原理、点云数据的采集与处理、点云模型与理论模型的比对方法,并结合工程实例探讨三维激光扫描技术在钢结构构件数字拟合中的应用。     

基于三维激光扫描测量技术的井架变形观测

本文基于三维激光扫描测量技术,应用Trimble GX 200地面三维激光扫描仪对山东某矿井架进行了多次井架点云数据采集。首先设计了扫描方案,对获取的点云数据滤波去噪处理并进行了扫描精度检验,其次用目标板的中心拟合坐标分析了井架的垂直变形,最后通过平面拟合方程分析了井架倾斜变形。结果显示相对于传统测量方法,三维激光扫描仪获取大量点云数据能较好地分析井架整体的变形,为矿山井架安全量测提供一种高效、高精度应用方法。     

三维激光扫描技术在外墙外保温系统缺陷检测中的应用

三维激光扫描技术可实现高精度、非接触式检测,在外墙外保温系统缺陷检测中具有重要应用。应用三维激光扫描技术开展聚氨酯硬泡喷涂外保温系统缺陷检测研究,通过坐标变换和K-近邻点云去噪算法对三维点云数据进行后处理。在分析平面外坐标阈值对缺陷识别影响的基础上,通过合理设置阈值对外墙外保温系统平面凸出或凹陷缺陷进行提取,并计算缺陷尺寸和面积。研究结果表明,三维激光扫描技术不仅可识别建筑物外立面窗洞、过梁等,且可有效识别面积0.1m~2的空鼓或脱落缺陷。     

三维激光扫描灰度信息在结构变形场计算中的应用

非接触测量技术是结构测量领域的最新进展之一，这类测量方法无需在被测对象上安装传感器，因而在结构试验以及土木工程现场实测中具有一定的优势。三维激光扫描作为一种非接触测量新技术，可以直接获取目标物表面点密集的三维坐标和灰度值，受测试环境干扰小，因而在土木工程领域的应用日益受到关注。在激光扫描技术的基础上，提出一种同名点的匹配方法，以提高变形场计算的精度。这种方法利用激光扫描的灰度信息，对扫描得到的点云坐标和灰度数据进行像素化处理，然后用相关系数法确定同名点并计算位移场。通过一钢梁试验对该方法进行验证，将结果与导杆位移计以及有限元分析的结果作了比对，结果显示该方法可以提高同名点识别的精度，进而提高结构变形计算的准确性，且可以同时获得构件包括平面内和平面外的变形。     

基于三维激光点云的古建筑BIM建模方法研究

随着信息化程度的提高,城市建筑物三维BIM建模迅速发展,传统全站仪采集数据建模方法效率低下,对于异形结构采集数据难度较大。结合三维激光扫描技术,本文探讨综合使用多种手段获取三维点云数据,采用专业点云处理软件经坐标转换、点云拼接、点云去噪、点云数据平滑、点云数据抽稀等操作,对多源点云数据进行深度融合,提取有效信息构建三维BIM模型,真实还原城市建筑物三维场景。结合中国海洋大学历史建筑物项目,对历史建筑物的点云扫描质量进行验证,结果表明点云数据质量良好,基于三维扫描技术的多手段点云数据获取与融合,对于快速构建BIM模型,形成一体化的真三维场景提供了一种快速、便捷、可靠的新途径。     

大型建筑多测站点云数据配准研究

地面三维激光扫描仪是一种新的空间数据采集设备,在实际应用中,常需要将多测站点云数据或其构成的模型数据转换到地面测量坐标中;无协作目标电子全站仪无需安置棱镜和反射片作为反射目标即能测定待定点的空间位置[1]。通过在扫描对象周围布设控制点,利用高精度无协作目标全站仪与地面三维激光扫描仪采集、拟合布设在研究对象上的靶标靶心坐标,根据摄影测量原理,利用同名点对,解算旋转参数和平移参数,实现扫描仪坐标系下的点云数据到地面测量坐标系的转换。点云数据靶心坐标的精确提取与全站仪靶心坐标的精确测量是实现坐标转换良好效果的基础。     

提取平面标靶及配准点云的自动化实现

点云配准是三维激光扫描数据处理过程中不可或缺的一个环节,利用标靶进行配准是经典的手段之一,此类方案在单独扫描标靶的基础上进行半自动化配准。本文给出一种自动配准策略,用中心投影原理将单站扫描的点云转换为深度影像,借助数字图像处理技术完成标靶的自动提取,拟合获得标靶中心点的坐标,并借用摄影测量学的知识实现点云的自动化配准。实验证明了本文方法的可靠性。     

电缆隧道切片点云的自动提取及几何参数分析

针对基准面与隧道内壁点云法向量及地面的关系,提出了自动提取隧道内壁切片点云数据算法。该算法利用三维激光扫描的隧道内壁点云数据进行法向量的解算,根据正交整体最小二乘进行隧道地面的拟合,利用基准面与地平面垂直及基准面与内壁点云法向量平行的关系进行最佳基准面的搜索,通过搜索到的基准面进行切片点云的提取。通过该算法可以在无标靶情况下自动获取切片点云。通过切片可以计算隧道内部的重心、重心距及重心到顶面的距离等几何参数,利用计算的几何参数可以随时监视隧道内壁的变化状况。对不同时期的隧道切片进行对比分析便可实现不同地段隧道的变形情况。     

基于强度图像的标靶球自动提取与参数拟合

利用点云三维坐标和反射强度信息生成强度图像,运用数字图像处理算法来提取标靶球在图像上的位置,进而获得标靶球面点云数据。采用随机采样一致性算法剔除粗差点,运用稳健估计方法来拟合球面参数。实验结果表明,该方法不仅能够快速自动提取标靶球点云数据来拟合球面参数,而且得到的参数值也与成熟的商业软件相当。     

三维激光扫描与BIM技术在道路工程质量检验中的应用

以某道路工程为例,详细阐述了三维激光扫描技术与BIM技术在道路工程施工质量检验中的应用.借助三维激光扫描技术可非常高效地捕获被测物体表面的三维坐标数据,将该数据进行处理,即可得到能够反映真实现状的道路点云模型.借助BIM技术的参数化建模功能,能够快速得到能够反映设计意图的道路设计BIM模型.将点云模型和设计BIM模型进...     

基于激光点云的平面标靶中心坐标提取方法研究

平面标靶在三维激光扫描仪坐标系转换、点云拼接等过程中具有十分重要的作用,通过提取的标靶中心坐标可以衡量测量的精度。在分析目前平面标靶中心坐标提取算法的基础上,探讨了重心类及几何类标靶中心坐标提取算法的实用性。在对初始数据进行预处理后,使用重心类、几何类方法获得了平面标靶中心坐标,并分别对其精度进行了分析和比较。结果表明,重心类方法具有更好的实用性,而几何类方法目前尚无法满足相关工程精度要求。     

基于MDP算法的隧道断面变形监测

传统的隧道变形监测方法虽然精度较高,但获取的数据过于离散和稀疏。随着激光技术的不断发展,采用三维激光扫描技术进行隧道的变形监测已成为行业发展趋势。笔者基于三维激光扫描技术对隧道进行变形监测,提取隧道断面点云数据后运用MDP算法计算隧道断面变形量,并与全站仪测量结果、现有点云数据处理软件计算结果进行对比,验证了采用MDP算法计算隧道断面变形的可行性。     

基于三维激光扫描技术的建筑物轮廓拟合精度研究

三维激光扫描技术可以高精度、海量、快速地获取被测对象的三维坐标,构建出被测对象精准的三维立体模型,这种高精度的三维立体模型在各个行业有着广泛的用途.然而轮廓线提取精度是三维立体模型制作精度中起决定性因素之一.本文采用RIEGL VZ-1000三维激光扫描仪,对重庆人民大厦进行了扫描,研究了建筑物扫描点云间隔设置和轮廓线拟合提取方法.     

高速铁路隧道洞口地形三维扫描成图应用研究

为了获取人员难以到达、地形复杂的高速铁路隧道洞口处地形图及断面图,采用“GPS+三维激光扫描仪”技术进行测量获取地面数据。通过GPS采集控制点坐标建立绝对坐标系,三维激光扫描技术获得相对坐标系下的地面数据,最后运用坐标转换技术获得工程坐标系下的地面数据。对获得的地面点云数据进行预处理,然后将数据导入到CASS软件中进行地形图的绘制,并运用数字地面模型对隧道洞口的横断面、纵断面进行生成,得到满足设计要求的大比例尺等高线地形图和断面图。通过现场实验数据验证,证明“GPS+三维激光扫描仪”技术应用于大比例尺地形图测绘中,其结果完全可以满足测量要求,生成的地形图、横纵断面图完全可以满足工程设计需要。     

隧道洞门安装检测新方法

本文阐述了一种隧道洞门检测的方法,该方法测量洞门圆周的特征点坐标,通过对三维坐标的处理来获得洞门中心坐标。测量数据的处理主要包括三个步骤,空间平面拟合、坐标转换以及平面圆拟合。最后通过工程实例证明,该方法成果可靠、实用性强。     

基于EPS2008的地面三维激光扫描技术在隧道测量中应用研究

基于地面三维激光扫描新技术研究与运用,以科技促进发展为目的,通过对隧道测量内容、隧道地物要素分布特征的研究,结合三维激光扫描技术特点,提出了地面三维激光扫描技术在隧道测量中的作业方法及流程;基于EPS2008二次开发技术研究隧道点云特征数据提取方法,实现了基于隧道底面模型的激光点云特征数据提取。     

航空倾斜摄影和三维激光扫描技术在古建筑修缮中的应用

由于年代久远,许多古建筑物缺少相关的图纸资料,在对古建筑进行修缮前,需要进行整体测绘.目前常用的测量方法存在着效率低下、获取信息量有限等情况.针对这些问题,使用三维激光扫描仪进行测量,三维激光扫描仪可以在短时间内获得大量的点云数据,但是三维激光扫描仪无法对房顶等盲区进行测量.因此,使用一种航空倾斜摄影与三维激光扫描技术相结合的方法来进行数据获取,通过将三维激光扫描点云与航空倾斜摄影点云进行转换、融合,即可以得到完整的建筑物点云数据.根据对应用案例进行分析,点云的精度满足绘图要求,融合点云能够满足设计的使用需求.     

基于三维激光扫描仪的古建筑虚拟现实技术研究

近年来,三维激光扫描技术受到越来越多的关注,其应用领域也因此不断扩展。在文物测绘领域,利用三维点云数据来重建古建筑模型已成为一个重点内容,这对保护我国文化遗产以及研究我国历史文化具有重要意义。文章对三维激光扫描技术工作原理和技术优势进行了介绍,并针对封装后的点云数据进行了深度研究,利用Geomagic Studio解决了多边形模型阶段存在的平面不光顺、转折边界拟合差、重叠三角形、细节修复等一系列问题,最后对纹理映射进行了研究,针对所映射图片不能与模型更好匹配而进行优化,获取了更具真实感的模型。