【正文】 (c) Faro Photon80 (d) Riegl VZ400 (e)Optech ILRIS圖 幾種典型的三維激光掃描儀如圖 為幾種典型的三維激光掃描儀實(shí)體照片。 12022 ⅠLPM321 脈沖 1200 360150 177。350 微弧 500000 ⅢHDS6000 相位 179 360310 177。適用于近距離測(cè)量，測(cè)量范圍在幾米到數(shù)十米內(nèi)，它的測(cè)量精度可以達(dá)到亞毫米級(jí)。(3) 按照測(cè)程劃分①短距離激光掃描儀。 地面三維激光掃描系統(tǒng)分類及性能指標(biāo) 地面三維激光掃描系統(tǒng)分類依據(jù)掃描的空間位置或系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)來(lái)劃分三維激光掃描系統(tǒng)可分為三類：機(jī)載型激光掃描系統(tǒng)、手持型激光掃描系統(tǒng)和地面型激光掃描系統(tǒng)。(2) 對(duì)目前各種不同類型的地面三維激光掃描儀進(jìn)行了詳細(xì)分類，介紹了5 種廠家生產(chǎn)的 22 種不同類型的儀器性能指標(biāo)，闡述了三維激光掃描儀工作原理；詳細(xì)介紹了論文研究所使用的實(shí)驗(yàn)儀器 Trimble GXTM 三維激光掃描系統(tǒng)組成、性能參數(shù)、數(shù)據(jù)處理軟件以及支持的數(shù)據(jù)格式。在變形監(jiān)測(cè)應(yīng)用方面，邱冬煒 [28]等人針對(duì)城市地鐵變形特點(diǎn)提出了一種整體監(jiān)測(cè)城市地鐵隧道變形的方法，在不中斷地鐵正常運(yùn)營(yíng)的情況下，得到地鐵整個(gè)變形區(qū)域形變的三維數(shù)據(jù)，不僅精密監(jiān)控了隧道襯砌、軌道和道床的形變，確保行車安全，而且方便地進(jìn)行了隧道結(jié)構(gòu)和軌道變形的力學(xué)分析，從而達(dá)到了解地鐵變形機(jī)理、掌握形變規(guī)律、預(yù)測(cè)形變趨勢(shì)的目的；羅德安 [29][30]在分析了三維激光掃描儀的工作原理及數(shù)據(jù)采樣精度后，詳細(xì)分析了三維激光掃描技術(shù)在變形監(jiān)測(cè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的可行性、技術(shù)優(yōu)勢(shì)和存在的問(wèn)題，最后初步提出了基于三維激光掃描技術(shù)的整體形變監(jiān)測(cè)方法基本理論；譚國(guó)銓 [31]通過(guò)使用三維激光掃描儀對(duì)電廠冷卻塔進(jìn)行掃描，實(shí)現(xiàn)了掃描數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的比較，確定了其變形誤差的大小。三維激光掃描技術(shù)作為現(xiàn)代高精度傳感技術(shù)成功地解決了傳統(tǒng)方法的數(shù)據(jù)采集量少、數(shù)據(jù)不全面等問(wèn)題，它可以深入到復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及空間中進(jìn)行掃描操作，并直接將各種大型、復(fù)雜、不規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)等實(shí)體或?qū)嵕暗娜S數(shù)據(jù)完整地采集到電腦中，從而快速重構(gòu)出目標(biāo)的三維模型，并能獲得三維空間的線、面、體等各種制圖數(shù)據(jù)，同時(shí)，它所采集的三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)還可進(jìn)行多種后處理工作，如測(cè)繪、計(jì)量、分析、仿真、模擬、展示、監(jiān)測(cè)、虛擬現(xiàn)實(shí)等。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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .....................................................................................................................2 國(guó)外研究現(xiàn)狀 ..................................................................................................................3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 ..................................................................................................................5 當(dāng)前研究的不足 ..............................................................................................................7 本文主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線 .............................................................................................7 本文研究?jī)?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(cè)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(cè)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(cè)方案設(shè)計(jì) .......................................................................................................33 變形監(jiān)測(cè)方案流程 ........................................................................................................33 點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取步驟 ........................................................................................................35 橋梁變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理 ...................................................................................................36 點(diǎn)云數(shù)據(jù)去噪 ................................................................................................................36 特征點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 ............................................................................................................37 點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn) ................................................................................................................42 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 .......................................................................................................................44 本章小結(jié) .........................................