【正文】 具，可用于特征建模和特征授權(quán)，適合于民用測量、建筑、遺產(chǎn)和法庭應(yīng)用，另外也可以應(yīng)用于地理空間行業(yè)的許多不同的領(lǐng)域。③運(yùn)輸箱：尺寸 645 深490 寬435 高 mm，重量 。②視野范圍：360176。⑤測角精度：水平角為 12″，豎直角為 14″。通過計(jì)算發(fā)射到目標(biāo)的激光信號(hào)與反射到 CCD 的激光信號(hào)之間的夾角以及激光發(fā)射器與CCD 之間的基線長度，從而可以得出激光發(fā)射源到目標(biāo)的距離，如圖 所示。脈沖式激光測距一般不使用合作目標(biāo)，而是通過被測物體對激光的漫反射獲取反射信號(hào)來進(jìn)行距離測量。大范圍的掃描幅度、高精度的小角度掃描間隔及高幀頻成像技術(shù)是三維激光掃描系統(tǒng)的主要技術(shù)要求。TOF 脈沖測距法是一種高速激光測時(shí)測距技術(shù)。7(100m 處) 3600 ⅠILRIS36D 脈沖 31500 360110 177。5 176。50 176。ⅠGS100 脈沖 1100 36060 177。6（50m處） 177。三坐標(biāo)測量機(jī)就是基于這種原理，如圖 (b)。Minolta 公司的 VIVID900 測量系統(tǒng)是典型的這種類型的三維激光掃描系統(tǒng)。測量距離大于 100 米。③混合型掃描系統(tǒng)。②計(jì)量型激光掃描儀。(5) 第五章總結(jié)本文的研究工作，分析存在問題，展望本課題需要進(jìn)一步研究的工作及方向。(5) 研究了橋梁變形量提取方法，通過編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)平面擬合、圓柱體表面擬合，推導(dǎo)了二次曲面擬合算法。本文通過大量室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，研究了三維激光掃描儀在不同距離、不同角度、不同目標(biāo)反射體、不同目標(biāo)顏色等條件下測量的數(shù)據(jù)質(zhì)量的優(yōu)劣差別，得出最優(yōu)越的測量條件，改善測量數(shù)據(jù)質(zhì)量。(1) 三維激光掃描精度雖然有所提高，儀器性能也趨于穩(wěn)定，但是在掃描過程中影響掃描質(zhì)量的因素很多，而面對變形監(jiān)測高精度的要求，如何避免各方面的負(fù)面因素影響，改善數(shù)據(jù)質(zhì)量，需要進(jìn)一步研究分析。另外，2022 年奧地利應(yīng)用 RIGEL 公司的 LMSZ420 遠(yuǎn)程地面三維激光掃描儀對 1000m 以外的阿爾卑斯山雪層、冰川變化進(jìn)行了監(jiān)測； 2022 年 7 月到2022 年 9 月 Optech 公司利用其 ILRIS3D 激光掃描系統(tǒng)結(jié)合 GPS 對 Miage 湖邊緣冰山北部周圍近地面冰崖的移動(dòng)進(jìn)行了監(jiān)測，經(jīng)過幾次重復(fù)監(jiān)測的比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果明冰崖發(fā)生了移動(dòng)，在一年多的時(shí)間內(nèi)后退了幾十米；美國科羅拉多州的礦業(yè)學(xué)院，正在研究開發(fā)一種運(yùn)用激光探測與測距的激光掃描技術(shù)的邊坡穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，美國的 Kennecott 能源公司和 3DP 公司，也為這項(xiàng)研究的開發(fā)計(jì)劃提供研究開發(fā)資金，它們要研究確定便宜的三維激光雷達(dá)掃描儀在監(jiān)控露天煤礦的高礦壁邊坡的實(shí)用性和潛力；2022 年 Pagounis Vassilios[20]等人使用徠卡 HDS2500 激光掃描儀應(yīng)用在道路安全分析和交通事故模擬中； 2022 年Nabbout Khaled[21]等人將三維激光掃描系統(tǒng)應(yīng)用于城鎮(zhèn)規(guī)劃中，包括道路、鐵路和隧道等測量。因此，三維激光掃描技術(shù)在橋梁監(jiān)測方面的應(yīng)用研究意義重大。它是利用激光測量單元進(jìn)行從左到右，從上到下的全自動(dòng)高精度步進(jìn)測量，進(jìn)而得到完整的、全面的、連續(xù)的、關(guān)聯(lián)的全景點(diǎn)的三維坐標(biāo)。調(diào)查結(jié)果表明：設(shè)計(jì)平均壽命為 75 年的橋梁實(shí)際使用壽命平均為 40 年左右；德國對部分混凝土橋梁的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示：使用年限 25 年以上的橋梁 46%至少存在一處中等以上的損傷。 deformation monitoring。(5) 研究了利用曲面擬合方法分析橋梁沉降，實(shí)驗(yàn)表明該方法可以較好的反映出橋梁在順橋向和橫橋向的不均勻沉降以及表面相對形態(tài)變化；編程實(shí)現(xiàn)了 ICP 配準(zhǔn)算法，并通過將兩期掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)提取變形量，實(shí)驗(yàn)表明該方法可以精確地提取橋梁表面微小變形。隨著三維激光掃描儀生產(chǎn)技術(shù)和配套數(shù)據(jù)處理軟件的日漸發(fā)展成熟，使用三維激光掃描系統(tǒng)對建筑物、邊坡和礦區(qū)等進(jìn)行變形監(jiān)測對于安全預(yù)測、生產(chǎn)指導(dǎo)都具有重要意義。 The fundamental of three types of typical 3D laser scanners based the Time of Flight range finder、interferometry and laser triangulation are introduced in the dissertation。目 錄摘 要 ..............................................................................................................................IABSTRACT.................................................................................................................II目 錄 ...........................................................................................................................III第一章 緒論 ..................................................................................................................1 課題研究背景及意義 .............................................................................................................1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .....................................................................................................................2 國外研究現(xiàn)狀 ..................................................................................................................3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 ..................................................................................................................5 當(dāng)前研究的不足 ..............................................................................................................7 本文主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線 .............................................................................................7 本文研究內(nèi)容 ..................................................................................................................7 本文技術(shù)路線 ..................................................................................................................8 論文組織結(jié)構(gòu) .......................................................................................................................10第二章 三維激光掃描系統(tǒng)及影響點(diǎn)云精度因素分析 ............................................11 地面三維激光掃描系統(tǒng)分類及性能指標(biāo) ...........................................................................11 地面三維激光掃描系統(tǒng)分類 ........................................................................................11 地面三維激光掃描儀性能指標(biāo) ....................................................................................13 地面三維激光掃描系統(tǒng)原理 ...............................................................................................14 三維激光掃描系統(tǒng)的組成 ............................................................................................14 地面三維激光掃描系統(tǒng)原理 ........................................................................................15 實(shí)驗(yàn)儀器介紹 .......................................................................................................................18 Trimble GXTM 三維激光掃描系統(tǒng)介紹 ........................................................................18 Trimble GXTM 三維激光掃描系統(tǒng)軟件 ........................................................................19 Trimble GXTM 三維激光掃描數(shù)據(jù)格式 ........................................................................21 影響點(diǎn)云精度因素分析 .......................................................................................................21 測量距離和角度影響 ....................................................................................................22 點(diǎn)云厚度與亮度影響 ....................................................................................................22 目標(biāo)物體反射表面粗糙程度的影響 ............................................................................23 邊緣效應(yīng) ........................................................................................................................24 激光光束不均勻 ............................................................................................................25 外界環(huán)境的影響 ............................................................................................................26 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 .......................................................................................................................27 本章小結(jié) ...............................................................................................................................32第三章 橋梁監(jiān)測方案設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)預(yù)處理研究 ........................................................33 橋梁變形監(jiān)測方案設(shè)計(jì) .......................................................................................................33 變形監(jiān)測方案流程 .......................