三维激光扫描测量仪性能评价及应用研究

三维激光扫描测量仪性能评价及应用研究

论文摘要

近年来,三维激光扫描测量作为一种比较新兴的测量技术,以其高精度、高密度、实时性和主动性的特点,正日渐受到业界人士的普遍关注。Trimble GS200三维激光扫描测量仪是我校引进的一种新型仪器,为了在实际生产中更好地应用这套仪器,需要对该仪器的性能和各项技术指标进行深入地研究。本论文以Trimble GS200三维激光扫描测量仪为数据采集设备,以Matlab语言为软件的开发工具,探讨和研究了三维激光扫描测量仪评价和检测的理论、技术和方法。针对GS200三维激光扫描测量仪的技术指标,采用测量系统分析的方法,设计了仪器检测实验场和检测方案,进行了仪器评价数据的采集,通过对实验数据的分析,检测评价了该仪器的测距、测角、测点和平面测量的精度和准确度,确定了该仪器测程和视场角范围,并验证了该仪器不存在偏心。针对扫描测量对象的不同属性,确定了测量目标的颜色、位置等属性对仪器测量精度的影响。并开发相应的评价软件,实现了对仪器多个技术指标进行检测评价等功能。为了实现快速、高效获取空间数据信息的目的,深入研究了三维激光扫描数据的测量方法,包括:扫描参数的优化、测站的设置和数据的拼接、观测程序的设计等。并实地采集实验数据,对获取的点云数据进行处理,开发相应的数据处理模块,实现了基于多测站重叠区域点云数据的数据配准,加强和完善了扫描测量仪配套软件的数据配准功能;并实现了数字城市中单体建筑物和构筑物的三维建模,给出了一些有意义的结论和建议。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 课题来源及选题依据
  • 1.2 三维激光扫描测量仪性能评价的必要性
  • 1.3 国内外研究现状
  • 1.4 课题研究内容
  • 2 三维激光扫描测量系统及数据获取
  • 2.1 三维激光扫描测量系统工作原理
  • 2.2 GS200三维激光扫描测量系统
  • 2.3 三维激光扫描数据获取
  • 3 三维激光扫描测量仪检测原理及实现
  • 3.1 介绍
  • 3.2 测量系统分析
  • 3.3 三维激光扫描测量仪检测实现
  • 4 三维激光扫描测量仪评价软件设计
  • 4.1 Matlab语言简介
  • 4.2 三维激光扫描测量仪评价软件
  • 5 三维激光扫描测量仪检测数据分析
  • 5.1 测距精度和准确度
  • 5.2 测角精度及准确度
  • 5.3 测点精度
  • 5.4 平面测量精度
  • 5.5 最小测程和最大测程
  • 5.6 最大视场角
  • 5.7 仪器偏心检验
  • 5.8 其他
  • 5.9 小结
  • 6 测量对象对扫描测量仪测量精度影响
  • 6.1 检测实验设计与实施
  • 6.2 检测数据分析
  • 6.3 小结
  • 7 三维激光扫描测量仪应用研究
  • 7.1 点云数据配准
  • 7.2 建筑物单体三维建模
  • 7.3 不规则物体建模
  • 7.4 小结
  • 8 总结与展望
  • 8.1 总结
  • 8.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士期间主要成果
  • 附录
  • 相关论文文献

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