立木樹干移動探測算法誤差補償研究項目研究報告-資料下載頁
2025-01-18 22:57本頁面
【正文】 1. 等待設備加熱；2. 檢查加熱線連接3. 送回SICK維修部檢測3測量數(shù)據(jù)分析與誤差分析實驗總共測得四大類數(shù)據(jù)，KASA算法的測的數(shù)據(jù)，AI[34]算法測得數(shù)據(jù)，MLS算法[35][36][37]測得數(shù)據(jù)還有實際測量數(shù)據(jù)。LMS511激光掃描儀采用了5種精度分別為25Hz/176。，35Hz/176。，50Hz/176。，75Hz/176。，100Hz/176。對這三種算法測的縱向距離與半徑進行數(shù)據(jù)分析，分別對其半徑誤差率、縱向距離與實際距離進行對比。對這三種算法測得的縱向距離圖進行粗略的分析，繪制出三種算法縱向距離與實際距離的對比大致圖譜，以精度35Hz/176。：從圖中看出AI算法的誤差波動較大，測算的距離不準確；而KASA算法和MLS算法得到的縱向距離相差不大，很難看出兩者之間誤差大小差距，需做進一步數(shù)據(jù)處理。對這三種算法測的縱向距離進行準確的數(shù)據(jù)分析，分別對其縱向距離與實際距離進行對比，計算它們的縱向誤差率，利用excel表格處理數(shù)據(jù)，將KASA算法的縱向距離數(shù)據(jù)、MLS算法的縱向距離數(shù)據(jù)和AI算法縱向距離制成表格形式進行對比，計算出誤差率。對三種算法得到的半徑先進行粗略分析，首先分析單個精度下的差距，以精度為25Hz/176。：從圖中能明顯看出AI算法的誤差偏高，波動較大；而KASA算法和MLS算法之間的差距很小，幾乎無法從圖中看出，徐作進一步數(shù)據(jù)計算。用這三種算法測的縱向距離進行三種算法的最小二乘法擬合，得到半徑進行數(shù)據(jù)分析，分別對其縱向距離與實際距離進行對比，計算它們的半徑誤差率.受物體的輪廓形狀、線結構光傳感器的結構和攝像機視場等因素的制約，測量中獲取的光條圓弧弧長較短，提取的特征點所擬合的圓弧在整個圓中所占比例偏小(一般不及 1/ 3)， 參與擬合的數(shù)據(jù)最少；受測量樣本的加工制造和測量誤差、圖像采集中的量化因素以及圖像特征提取中的不確定度等因素的影響，提取圓弧上的特征點數(shù)據(jù)必然存在噪聲。圓擬合精度與數(shù)據(jù)精度、數(shù)據(jù)量以及擬合算法都有直接關系。從誤差理論來分析，掃描系統(tǒng)測量誤差可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差。系統(tǒng)誤差引起激光掃描點的坐標偏差, 可通過公式改正或修正系統(tǒng)予以消除或減小。測量系統(tǒng)的偶然性誤差是一些隨機性誤差的綜合體現(xiàn)。激光測量誤差的影響因素較多，大致可分為三類：儀器誤差、與目標物體反射面有關的誤差、外界環(huán)境條件。儀器誤差是儀器本身性能缺陷造成的測量誤差,包括激光測距的誤差、掃描角度測量的誤差；與目標物體反射面有關的誤差主要是目標物體表面粗糙度的影響；外界環(huán)境條件主要包括溫、氣壓等因素。激光測距信號處理的各個環(huán)節(jié)都會帶來一定的誤差，特別是光學電子電路中激光脈沖回波信號處理時引起的誤差，主要包括掃描儀脈沖計時的系統(tǒng)誤差和測距技術中不確定間隔的缺陷引起的誤差。脈沖計時的系統(tǒng)誤差造成循環(huán)、混淆現(xiàn)象與測距的凸角誤差相類似，測距技術中不確定間隔更可能造成數(shù)據(jù)突變，目前，可運用一些較好的技術( 如頻率倍乘、微調作用）處理這種突變的誤差。激光測距誤差綜合體現(xiàn)為測距中的固定誤差和比例誤差，可以通過儀器檢定確定測距誤差的大小。掃描角的影響包括水平掃描角度和豎直掃描角度測量的影響。掃描角度引起的誤差是掃描鏡的鏡面平面角誤差、掃描鏡轉動的微小震動、掃描電機的非均勻轉動控制誤差等因素的綜合影響。目前掃描角測量可達很高的精度。激光掃描點云的精度與物體表面的粗糙程度有密切關系。 由于激光回波信號有多值性特點， 有些激光掃描系統(tǒng)只能處理最后反射回來的回波信號，也有一些激光掃描系統(tǒng)能夠綜合處理首次和最后反射回來的回波信號。4結論隨著激光掃描技術的發(fā)展，激光在測量量方面的應用也越來越廣，從日常生活到軍事用途等方面都有大量的應用。起重安裝設備位置控制；液位料位測量；冶金鋼鐵過程控制；不宜接近的物體測量，比如灌裝物、管道、集裝箱等；車輛和船舶位置監(jiān)控；以及江河湖海等的水位測量。距離、位置、液位、料位、生產(chǎn)線料壞傳送定位、行吊XY定位、電梯運行測量、大型工件裝配定位、運動物體位置監(jiān)控、大型貨架庫存管理、超大物體幾何計量、靶距自動控制、船舶安全靠距、集裝箱定位等領域、電氣化鐵路接觸網(wǎng)測量、鐵路建筑物限界測量以及江河湖海的水位測量?？傊す鉁y距的應用十分廣泛，因此掌握使用激光掃描儀，利用激光掃描儀進行數(shù)據(jù)測取是一項很重要的技術。本次實驗為利用激光測距測出立木的直徑，激光測量立木距離與立木直徑對于放行施藥技術特別關鍵，直接影響了噴藥的精確性與施藥的效率。實驗研究主要包括以下幾個方面： 選取LMS511激光掃描儀作為非接觸測量系統(tǒng)的核心部件，編制了激光掃描儀和上位機之間的通訊與控制軟件，合理的配置非接觸式激光掃描儀的作業(yè)參數(shù)。進行立木直徑測量試驗，測取立木的直徑與縱向距離，記錄實驗數(shù)據(jù)，進行實驗數(shù)據(jù)處理，利用MATLAB軟件進行數(shù)據(jù)處理，制成坐標圖形式。根據(jù)處理后的掃描輪廓數(shù)據(jù)，分別用基于最小二乘法的三種算法（KASA算法，MLS算法，AI算法）計算采育目標立木的直徑，并將計算結果進行對比。
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