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三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用(文件)

2025-06-25 12:14 上一頁面

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【正文】 好。由于它具有良好的技術(shù)特點,有其他傳統(tǒng)測量儀器所沒有的特點?;謴?fù)則是將已經(jīng)被破壞的建筑物恢復(fù)以前的面貌,使其保持其原來的風(fēng)姿。   在以前也是以攝影測量為主,現(xiàn)在大多數(shù)更愿意采用激光掃描儀來完成各項測量工作。激光掃描技術(shù)與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS) 、全球定位系統(tǒng)(GPS) 、電荷耦合(CCD)等技術(shù)相結(jié)合,在大范圍數(shù)字高程模型(DTM)的高精度實時獲取、城市地面三維模型重建、局部區(qū)域的地理信息獲取等方面都具有明顯的優(yōu)勢,它成為了攝影測量與遙感技術(shù)的一個重要補充。對某變電所采集的方式為非接觸測量方三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用19式,站與站之間的距離小于 50m,分為六行,共采集了 52 站的點云數(shù)據(jù),每站的測量時間不同(建筑物復(fù)雜區(qū)域為 6rnjn,較為簡單的區(qū)域為 3min);數(shù)據(jù)總量為 23G。 邊坡變形監(jiān)測在以前,進行變形監(jiān)測都是通過全站儀或 GPS 定位系統(tǒng)以及其他形式監(jiān)測方式,都是把檢測點設(shè)置在易發(fā)生變形的地方,通過對該點的連續(xù)和定期觀測,然后對多次觀測的數(shù)據(jù)的對比分析,得出該點的變形量或變形規(guī)律,進而完成對工程安全性的確定,此種方式做出的安全與否判斷結(jié)果可能存在瑕疵,因為只是對離散監(jiān)測點位移變化分析。 在抗震救災(zāi)中的應(yīng)用在地震發(fā)生以后,為了記錄地震發(fā)生現(xiàn)場的真實情況和震后研究產(chǎn)生各種災(zāi)害的可能以及地震的原因,需要通過掃描點云數(shù)據(jù),在計算機中模擬現(xiàn)場,查找災(zāi)害發(fā)生的原因(如圖 48) 。它在不改變物體表面粗糙程度情況下對物體進行快速準確精密的測量,為工作人員提供了方便,對后續(xù)的模型建立和重構(gòu)具有很高的使用價值。因此三維激光掃描技術(shù)無論在農(nóng)業(yè),商業(yè)、軍事還是醫(yī)學(xué)上都會有更廣泛的應(yīng)用。還可以直接進入到所要研究的區(qū)域內(nèi)并且通過激光掃描儀獲取的掃描數(shù)據(jù)還可以在后期工作中繼續(xù)使用。讓我對論文有了一個整體的思路,寫作起來條理性也好了很多。三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用25參考文獻[1] 張啟福,[J].北京測繪,2022.[2] 楊蘅,[J].[3] [D].同濟大學(xué)博士論文,2022.[4] 李鵬,張文兵,[J].科教前沿,2022.[5] 鮑國,黃翀昊,[J].[6] [D]長安大學(xué)碩士學(xué)位論文,2022.[7] [J]山西建筑,2022.[8] [D]浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文,2022.[9] 高秀娟,[J]科技論壇.[10] [J].應(yīng)用技術(shù).[11] 徐源強,高井祥,[J].測繪信息與工程.[12] 毛房儒,[J].宇航計測技術(shù),2022,25(2):16.[13] [D].武漢大學(xué),2022.三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用26[14] JaeHyeung Park, Heejin Choi, Byoungho Lee. Comparative study of intergral imaging and multicamera pickup for acquisition of three –dimensional PIEV ,2 003,pp1 58167.[15] YU X, WEI Z, YU G, el at. Depthimagebased surface measurement sensor.Pro c. S PIEV ol,4 275,2 001,p [16] 鄭德華,沈云中 ,[J]. 測繪工程,2022,14(2):3234.17] 楊偉,劉春,[J]. 工程勘察,2022.[18] [J]. 河海大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版),2022.[19] 基礎(chǔ)(第二版)[M].武昌:武漢大學(xué)出版社 ,2022:160165.。沒有測繪教研室老師的耐心授教,我們將無法取得今天的成就,是各位老師認真的傳道授業(yè)解惑,才使我們打開了測繪專業(yè)的大門,了解測繪的各方面知識與發(fā)展,也使我們在專業(yè)知識上打下了堅實的基礎(chǔ)。三維激光掃描技術(shù)是快速精確獲取三維空間信息的重要手段之一,尤其對于測繪領(lǐng)域來說,隨著控制信息需求的增加,三維激光掃描空間技術(shù)將和現(xiàn)代經(jīng)典測量技術(shù)進行相互融合,三維激光掃描技術(shù)作為一種新的空間數(shù)據(jù)采集手段,將具有廣闊的發(fā)展空間,成為一種普遍在測繪領(lǐng)域應(yīng)用的新技術(shù)手段。三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣泛,有測繪工程領(lǐng)域、結(jié)構(gòu)測量方面、娛樂業(yè)、建筑古跡測量方面、緊急服務(wù)業(yè)、采礦業(yè)、軍事測量方面、建筑水利方面等。而探測設(shè)備將更具智能化,人工的干預(yù)越來越少。三維激光探測技術(shù)是一種非接觸式主動型測量系統(tǒng),可以采集到高密度的空間三維數(shù)據(jù),具有采集空間點的密度大、點位測量的精度高、掃描速度快等的優(yōu)點,而且擁有很好的融合度,能夠融合激光反射強度和物體色彩等三位激三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用23光影像數(shù)據(jù)。 (如圖 46)圖 46 大壩邊坡變形監(jiān)測三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用22 城鎮(zhèn)地籍測量在以往傳統(tǒng)的城鎮(zhèn)地籍測量中,調(diào)查結(jié)果多為圖件和報表形式,可利用率差,但是三維激光掃描儀能夠形成形象的三維圖像,對獲取到的三維云點數(shù)據(jù)進行分析建模,以便在電腦上進行量測,其精度也有了較大的提高。三維模型的建立在建立變電所的鋼管套、變壓器、支柱瓷絕緣子套管的三維模型時,對于鋼管套,采用 cyclone 軟件的曲面自動延伸的功能,生成空心的管套,然后兩端進行曲面封口;而對于支柱瓷絕緣子套管,則采用柱體、球體、管狀體等幾種組合圖形,利用其自動匹配方式進行各自模型的生成,然后根據(jù)點云組合模型:三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用20 滑坡監(jiān)測對某個滑坡定期進行掃描,將前、后兩次掃描得到的點云數(shù)據(jù)疊加在一起,然后由處理軟件分析前、后兩次點云數(shù)據(jù)的差別,從而得出滑坡的變形趨勢和三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用21量級。為了保護人和動物的眼睛,該掃描儀采用的是波長為 1550nm 的近紅外激光器,掃描速度達到每秒 500000點,加上其 3600310。當建筑和文物遭到破壞以后能夠及時而準確地提供修復(fù)和恢復(fù)數(shù)據(jù)信息。否則,就很難達到恢復(fù)和重建的效果。 在建筑物重建與恢復(fù)中的應(yīng)用在我國,古代的建筑都是人民智慧的結(jié)晶,有著悠久的歷史,他們經(jīng)受了歷史的演變,也經(jīng)受了戰(zhàn)爭的洗禮,如今科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,國家對建筑物的重建和恢復(fù)也越來越重視,有些建筑物已經(jīng)到了修繕的階段,有些需要重建和恢復(fù)。結(jié)構(gòu)緊湊、防護能力、環(huán)境適應(yīng)能力強。GPS 定位系統(tǒng)的應(yīng)用,使得三維激光掃描技術(shù)與工程的結(jié)合更加緊密,具有較好的擴展三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用17性,也近一步提高了側(cè)量數(shù)據(jù)的準確性。目前,采用相位激光方法測量的三維激光掃描儀甚至可以達到數(shù)十萬點/秒;而采用脈沖激光或時間激光采樣點速率可達到數(shù)千點/秒。 三維激光掃描測量技術(shù)的數(shù)據(jù)處理方法(1)點云的磨光算法(2)圖像輪廓提取算法比對(3)多視數(shù)據(jù)重疊區(qū)域處理6 三維激光掃描技術(shù)的特點三維激光掃描技術(shù)的廣泛應(yīng)用,是測繪領(lǐng)域繼 GPS 技術(shù)之后的又一次偉大的技術(shù)革命,它具有非接觸式,兼容性好,精度高,速度快,分辨率高等優(yōu)勢,與傳統(tǒng)的全站儀測量、航空攝影測量、近景攝影測量相比,三維激光掃描技術(shù)具有以下特點:非接觸式測量。光平面垂直照射平面時,光帶能量呈對稱的高斯分布,但由于攝像機與光平面之間存在一定夾角,ccD 攝像機獲取的光帶圖像的能量分布應(yīng)該并不對稱,但由于左右 ccD 攝像機對稱位于被測物面法矢面的兩側(cè).所以此時誤差為 0,得到的依然是呈對稱的高斯分布的光帶能量。下面對軟件影響做詳細的介紹:(1)激光掃描線中心提取是否準確對測量精度的影響:由線激光發(fā)生器發(fā)射出的激光有一定的發(fā)散角,隨著物面的景深變化、傾斜角度的不同,激光掃描線圖像的帶寬也是在不斷變化的,圖像的明暗度也在變化;而且激光發(fā)生器發(fā)出的光束經(jīng)過透鏡,在能量分布上會出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象,也會產(chǎn)生測量誤差;(2)被測物體表面特征對測量精度造成的影響激光掃描線的成像會受被測物體表面的粗糙度、材質(zhì)、顏色、傾斜角度等因素的影響,是測量精度的重要因素。造成激光掃描測量誤差的來源很多,大致可以分為三類:一是外界條件的影響,二是與目標物體的反射面有關(guān)的誤差,三是儀器誤差。聚焦激光光束的能量密度以能夠達到一定高的程度,它是臨床外科和細胞三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用14外科使用光刀的決定條件。例如紅寶 石激光的散射角是176。因此,譜線的寬度是衡量光線單色性好壞的標志。這類光源的發(fā)光物質(zhì)比較復(fù)雜,以自發(fā)輻射形式產(chǎn)生光子,發(fā)出的光線很不純,它們的譜線范圍是連線的或是帶狀的光譜。激光之所以有高亮度的特點,其實也與相干光迭加效應(yīng)有很大關(guān)系?! ?根據(jù)波的迭加原理,如果兩列波同時作用于某一點上,則該點的振動等于每列波單獨作用時所起的振動代數(shù)和。它是混合光束?! ×硗?,激光的亮度也取決于它的相干性。激光按波段分,能夠分為多波長可調(diào)諧、X 光、紫外線、紅外線、可見光,目前工業(yè)用紅外及紫外激光。在掃描儀工作的過程中,通過步進電機的細分控制技術(shù),獲得穩(wěn)步、精確的步距角 θb 有下式:θb= (34)Nrmb2π三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用10在得到 θb 的基礎(chǔ)上,可得到掃描棱鏡轉(zhuǎn)過的角度值,然后通過精密時鐘控制編碼器進行同步測量,這樣就可以得到每個激光脈沖橫向掃描角度觀測值α、縱向掃描角度觀測值 θ。若調(diào)制光角頻率為 ω,在待測量距離 D 上往一次產(chǎn)生的相位延遲為 φ,則對應(yīng)時間 t 可表示為: t=φ/ω將此關(guān)系代入距離 D 可表示為 D=1/2 ct=1/2 c如圖 33 所示:圖 33 脈沖激光測距原理工作時,由激光器發(fā)射激出光光束。通過計算可得目標點的三維坐標為:三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用8 (31)???????????L????sinazcosisynx結(jié)合 P 的三維坐標運用三角幾何關(guān)系便可得被測目標的距離 S。它突破了傳統(tǒng)的單點測量方法,
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