基于激光投射视觉处理的水下测距技术研究

针对深海探测与取样设备的实际应用需求,研究了一种基于图像视觉处理的水下测距技术与系统。系统利用围成等边三角形的蓝绿激光发射器作为光源投射到海底平面,摄像机对投射图像进行采集;利用张正友标定法获取摄像机参数,根据海底平面的倾斜状况构建了理想成像模型和实际成像模型两种数学计算模型,对图像进行灰度处理、阈值处理和形态学处理后计算出摄像机平面与海底平面之间的距离。最后,对搭建的水下测距系统进行了实验室测试,测试结果验证了系统在水下短距离测距应用中的可行性。     

三维视觉传感系统的研究及仿真计算

三维视觉传感系统在机器人视觉领域有着重要的意义和实用价值。本文采用单摄像机与３－Ｄ示教器组成的仿真三维视觉传感器装置来完成空间坐标系中物体的空间位置和姿太的测量。将３－Ｄ示教器坐标,机器人坐标及摄像机坐标用透视变换坐标变换及ＬＥＤ的几何关系来求取被测对象的空间位置和姿态。本方案具有简单,快速,可靠的特点,为机器人视觉,形及最小一乘法来实现视点的标定,其算法结构优于非迭代矩阵分解算法。     

空间编码三维视觉传感器的研究

本文介绍了空间编码三维视觉传感的结构与测量原理,并针对它在测量物体的三维信息中所存在着的投影点和像点的对应不够准确的问题,提出了一种三维视觉传感用的结构光空间编码的新方法,解决了被动视觉传感匹配难的问题.通过投影仪将一空间编码图片投射到物体表面,经物体几何形状调制的图案被面阵CCD摄像机接收,然后通过计算机测控系统就可以得到物体三维信息.实验结果表明:采用此种空间编码新技术,仅用一幅图像且不需对摄像机进行标定就可以对物体三维信息进行动态测量.     

一种基于高分辨率图象纳的水下运动目标轨迹测量法

针对水下运动目标轨迹测量的实际问题，提出了利用声信号，通过高分辨率图象声纳获取目标的水声图象，进而利用计算机图象与数据处理技术合成目标运动轨迹的实现方法，该方法的可行性和可靠性已在相关应用中得到很好的证实，并取得满意的结果。     

基于分布式光纤传感技术的封闭空间火源精确定位方法研究

为了解决封闭空间火源精确定位困难的问题,文中提出了一种基于拉曼散射的分布式光纤传感技术的火源精确定位方法,对比分析了分布式拉曼测温系统在温度测量领域的优势,简化了封闭空间火场的火源模型,在分析温度与后向拉曼散射光的关系特性的基础上,给出了传感光纤布阵方案和火源粗略、精确定位的数学模型,并通过实验验证了方法的有效性,实验结果表明本方法定位误差范围可控制在54cm^2以内.此方法解决了封闭空间火灾火源定位精度低的问题,为分布式光纤传感技术在二维、三维空间传感领域提供了一定的理论基础.     

3D cavity detection technique and its application based on cavity auto scanning laser system

Ground constructions and mines are severely threatened by ones. Safe and precise cavity detection is vital for reasonable cavity underground cavities especially those unsafe or inaccessible evaluation and disposal. The conventional cavity detection methods and their limitation were analyzed. Those methods cannot form 3D model of underground cavity which is used for instructing the cavity disposal; and their precisions in detection are always greatly affected by the geological circumstance. The importance of 3D cavity detection in metal mine for safe exploitation was pointed out; and the 3D cavity laser detection method and its principle were introduced. A cavity auto scanning laser system was recommended to actualize the cavity 3D detection after comparing with the other laser detection systems. Four boreholes were chosen to verify the validity of the cavity auto scanning laser system. The results show that the cavity auto scanning laser system is very suitable for underground 3D cavity detection, especially for those inaccessible ones.     

基于三维激光扫描技术的大型古建筑精细三维重建

大型古建筑文物结构复杂,数字化保护工作繁琐且沉重,而三维激光扫描技术作为测绘领域的一项高新技术,具有无接触测量、效率高等优点,将三维激光扫描技术应用到文物保护领域将成为精细、快捷的文物档案保护手段之一。以某大型仿古建筑为例,详细阐述了数据采集的技术和方法,结合在数据处理过程遇到的一些问题进行了探讨和总结。最终给出该建筑物的局部纹理映射图和各类效果图,为三维激光扫描技术在大型古建筑三维重建中的应用提供借鉴和参考。     

基于三维激光扫描的汽车零部件逆向设计研究

采用三维激光扫描技术,结合逆向软件Geomagic Studio和三维设计软件CATIA对汽车座椅进行逆向设计.首先介绍了汽车座椅的三维扫描、数据采集和点云处理过程,然后进行曲面设计和数字化建模,获取汽车座椅的三维和二维图形,最后探讨了两种3D打印模式在汽车座椅快速成型上的应用,证实了三维扫描和3D打印在汽车座椅逆向设计及制造中的可行性.     

Monitoring slope deformation using a 3-D laser image scanning system:a case study

An ILRIS-36D 3-D laser image scanning system was used to monitor the Anjialing strip mine slope on Pingshuo in Shanxi province.The basic working principles,performance indexes,features and data collection and processing methods are illustrated.The point cloud results are analyzed in detail.The rescale range analysis method was used to analyze the deformation characteristics of the slope.The results show that the trend of slope displacement is stable and that the degree of landslide danger is low.This work indicates that 3-D laser image scanning can supply multi-parameter,high precision real time data over long distances.These data can be used to study the distortion of the slope quickly and accurately.     

三维激光扫描测量采样要素关系研究

在工程测量中,进行三维激光扫描时,扫描测量数据的质量与扫描采样间隔、激光光斑大小、扫描距离有关。研究发现,激光光斑大小与扫描距离呈线性变化关系,且激光光斑具有边缘效应,扫描距离和最小采样间隔的关系也呈线性变化关系。     

Large-scale deformation monitoring in mining area by D-InSAR and 3D laser scanning technology integration

Large-scale deformation can not be detected by traditional D-InSAR technique because of the limit of its detectable deformation gradient, we propose a method that combines SAR data with point cloud data obtained by 3D laser scanning to improve the gradient of deformation detection. The proposed method takes advantage of high-density of 3D laser scanning point cloud data and its high precision of point positioning after 3D modeling. The specific process can be described as follows: first, large-scale deformation points in the interferogram are masked out based on interferometric coherence; second, the interferogram with holes is unwrapped to obtain a deformation map with holes, and last, the holes in the deformation map are filled with point cloud data using inverse distance weighting algorithm, which will achieve seamless connection of monitoring region. We took the embankment dam above working face of a certain mining area in Shandong province as an example to study large-scale deformation in mining area using the proposed method. The results show that the maximum absolute error is 64 mm, relative error of maximum subsidence value is 4.95%, and they are consistent with leveling data of ground observation stations, which confirms the feasibility of this method. The method we presented provides new ways and means for achieving large-scale deformation monitoring by D-InSAR in mining area.     

基于三维激光扫描的高陡边坡块体稳定性研究

艰险山区工程建设中高陡边坡块体稳定性是安全与防灾的重要问题,对艰险山区高陡边坡岩体结构面的调查是分析该问题的关键。以澜沧江某重大工程高边坡为研究对象,应用三维激光扫描技术,研究了远距离调查分析岩体结构的分析方法,分析了该高陡边坡的岩体结构面空间分布状况,统计分析了结构面的优势方向和岩石块体的分布状况,以此为基础,应用极限平衡分析方法,研究了该高陡边坡的岩石块体稳定性。     

基于移动激光扫描系统Trimble MX8的杆状地物提取研究

介绍车载移动三维激光扫描测量系统的发展和特点,以及Trimble MX8系统的构成和功能应用,重点阐述当前国内学者从激光点云数据中提取杆状地物的方法.通过选择两条不同的道路,在不同道路环境下应用不同的参数对杆状地物进行提取,显示不同的提取结果.通过对实验结果进行对比分析得出：面对不同的道路环境,采用相适宜的参数,再加以人工细致的检查,从激光点云数据中提取杆状地物的结果还是可以满足需要的.     

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.     

基于点云数据的预制叠合板尺寸质量智能检测方法

为保证预制叠合板在施工现场能顺利安装,在出厂前通常需要对其进行尺寸质量检测,现有预制叠合板的尺寸质量检测方法难以全面准确地测量叠合板的实际三维尺寸。提出一种基于预制叠合板点云数据的多尺寸质量智能检测方法。对采集的点云数据进行预处理后,利用机器学习算法完成预制叠合板点云的自动定位与分割;依据不同的检测任务,将目标点云沿不同方向降维,映射为二维灰度图像;利用图像特征检测算法,分别实现叠合板底板的长宽、预留胡子筋的出筋长度与间距及桁架钢筋高度的自动检测;在验证试验中,对3块预制叠合板的点云数据进行尺寸质量检测。结果表明,提出的智能检测方法能全面准确地完成预制叠合板出厂尺寸质量检测,能进一步提高预制叠合板非接触质量检测结果的科学性与精准性。