Focus3D三维激光扫描仪测距精度检校试验

为对地面三维激光扫描仪的测距精度进行校准,以Focus3D三维激光扫描仪为例,对其径向距离和空间距离的测量精度进行了检校试验。采用该型三维激光扫描仪对具有几何中心的球型标靶进行扫描获得试验数据,并利用Geomagic Studio软件对点云数据进行拟合精度评定。试验表明:Focus3D三维激光扫描仪的空间距离测量精度为0.61 mm(≤2 mm),在5~40 m范围内的径向测距精度为-2~2 mm,测距超过50 m后,测量精度呈离散趋势。     

地面三维激光扫描仪精度评估

文中针对地面三维激光扫描仪的水平角、测距精度的问题,采用徕卡全站仪TCR1202与Z+F IMAGER 5010C三维激光扫描仪进行精度的对比检测。在10 m、20 m、40 m、60 m、80 m、100 m距离段检测三维激光扫描仪的测距精度。随着测距距离的增加,三维激光扫描仪的测距精度在整体上呈逐渐下降的趋势。在20 m、40 m距离下分析了三维激光扫描仪的水平角精度,水平角精度符合标称精度。     

三维激光扫描仪测量精度的快速检查方法

地面三维激光扫描仪作为一种高精密的测量仪器,可以为测绘等领域提供海量基础数据。为了实时快速对其测量精度进行检验,基于实践经验,在应用重心类方法获取球体中心坐标信息的基础上,通过对比高精度全站仪和三维激光扫描仪相应数据,对三维激光扫描仪的点位精度、测距精度和点云拼接精度进行了快速检验。     

点云密度对地面三维激光扫描精度及沉陷参数的影响

根据平面分辨率的理论公式,推导地面三维激光扫描仪不同距离处的立面及平面相邻点间隔（即点云分辨率）计算公式,并得到了平面某一距离处平面单位面积的点云数的计算公式;通过试验分析点云分辨率对点位精度及测距精度的影响;通过对某矿沉陷观测的点云数据按照不同的分辨率进行重采样并进行求参,得到不同分辨率下参数的变化情况,经对比分析,得到最佳的点云分辨率设置标准为300 mm/100 m。     

三维激光扫描技术在矿井联系测量投点中的应用研究

矿井联系测量是保证地下工程施工过程中井上、井下坐标统一的一个重要环节。为简化矿井联系测量中垂线摆动投点观测方法,采用三维激光扫描技术结合自行设计用于垂线投点的三维激光球形靶标,进行了矿井联系测量的垂线投点试验。应用全站扫描仪验证了三维激光球形靶标球心坐标提取值与棱镜测量值的点位误差为±1.6 mm,能够基本满足矿井联系测量的精度要求。应用三维激光扫描技术开展了垂线投点试验,垂线长度从3.44 m到13.03 m的变化过程中,球形靶标的投点误差保持在1.5 mm以内,能够满足地下工程测量的基本需求。研究结果为三维激光扫描技术在矿井联系测量中的应用提供了新的思路,为矿井建设及城市地下空间工程井上、井下联系测量提供了新的途径。     

地下矿山激光SLAM技术定量精度评定方法

针对目前地下矿山领域缺少激光SLAM技术定量精度评定方法的现状，从激光SLAM技术的定位和建图两个方面进行误差分析，提出三种定量精度评定方案，将端到端定位误差、相对距离误差和绝对点位误差作为精度评测指标。结合自研井下无人机载三维激光扫描测量系统和典型测试场景，对精度评价方案进行实测。测试结果表明，该激光SLAM系统具有厘米级的建图精度，激光SLAM技术定量精度评定方案可为学术研究和工程实践提供参考。     

基于自适应分类的井下移动节点无线定位算法

针对井下移动节点无线定位算法,在能量计算定位算法的基础上,设计了一种自适应分类选择的3点定位算法。算法将任意单点位置采集的N个点中能量距离信息通过排序的方法分类,将相似类中具有特征性强的保留并自适应选择3个特征强的位置点,再通过3个信标点定位算法获取目标点的准确位置。仿真计算了最小响应功率与路径损耗系数这2个重要参数对能量计算的影响。对不同环境下3个未知目标节点进行定位测试,测距结果显示随着距离的增大,测距精度降低,但在100 m范围内测距误差均低于4%。经3点定位算法分析计算后,被测目标的坐标与真实目标位置误差小于1.0 m。     

全站仪在基坑监测中的适用性研究

本文针对全站仪三维坐标测量方法是否满足规范精度要求进行了研究。基于误差传播理论,考虑垂直角的影响,得到了全站仪平面点位中误差计算公式;分析了测距、测角、仪器及棱镜测量误差、大气垂直折光系数对高差中误差的影响,得到了竖向高差中误差公式。根据规范要求,分析了三种不同精度等级全站仪在基坑监测中的适用范围,为基坑监测仪器选型和初学者学习提供了参考。     

灵新煤矿+1050m机轨合一巷贯通工程优化设计及实施

灵新煤矿 1050m机轨合一巷贯通工程,精度要求高,对施测方案进行了优化设计,采用GPS技术提高地面控制网精度,全站仪提高测距精度,CAD制图提高误差纠偏,利用误差陀螺软件分析点位及时采取措施提高测量精度,通过上述技术创新,保证了工程的顺利贯通,为以后大型贯通提供借鉴经验.     

浅议高精度平面位置的放样

通过实例分析了在较长距离较高精度条件下的全站仪三维坐标法放样的误差，并由此总结出确保该条件下放样点位精度的有效方法。     

一种自适应分辨率的三维激光扫描测量方法

提出了一种自适应分辨率的三维激光扫描测量方法。通过建立三维激光扫描仪扫描步距与被测目标表面点之间的距离l、距离增量Δl与距离方差d之间的关系,从而动态调整三维激光扫描仪在被测目标表面实施扫描时的空间分辨率分布,实现被测目标表面等分辨率扫描。     

数字测图精度的探讨

数字测图的精度与测点至碎部点的距离有关。当测站点至碎部点的水平距离不大于500 m时,平面位置误差和高程误差均符合规范要求的地形图精度。根据实际情况测距最大长度,可以大于测量规范要求。     

基于TSOA定位原理混合算法的掘进机位姿检测方法

为实现掘进机的位姿检测,提出了一种面向掘进机的混合算法的位姿检测方法。基于超宽带(Ultra-wideband)测距和(Time Summation of Arrival,TSOA)定位原理,系统地推导了混合算法的计算过程,将间接法得到的定位点初始坐标代入Taylor级数展开法,循环迭代,通过混合算法得到了掘进机的坐标值,将坐标值代入姿态角解算公式得到了掘进机的姿态角。实际实验中需要其他测量方式的标定才可验证真值,且任何测量方式均有误差,因此基于MATLAB进行仿真分析研究规律。绘制了混合算法程序流程图,仿真对比了间接法和混合算法在15 m和90 m的定位点空间分布状态、三轴误差,以及2种算法在10～100 m的测量范围内定位点均方根误差和三轴均方根误差变化情况,分析了混合算法在15 m和90 m的姿态角精度,仿真结果表明:混合算法的定位性能优于间接法,精度高于间接法,姿态角误差可控制在0. 008°以下。搭建了掘进机位姿检测系统实验平台,在模拟巷道中进行了实验验证,完整地采集了UWB测距的相关数据,在MATLAB中通过曲线拟合绘制了误差随距离变化的曲线图,得到了误差随测量距离变化的规律,实验结果表明:在3～94 m测量范围内,X轴误差可控制在4 cm以内,Y轴误差可达到毫米级,Z轴误差随测量距离增大而增大。为实现综掘装备的自主导控提供了理论基础。     

基于相似材料模拟实验平台的坐标框架构建及精度分析

相似材料模拟实验中,科学、快速、准确地获取研究对象的位移场信息是实验的重要环节之一,而构建高精度的局部坐标系是获取目标点位空间信息的基础。基于此,提出了一种实用的高精度的相似材料模拟实验平台坐标框架的构建方法,建立了坐标框架误差模型,得出了坐标框架点位中误差计算公式,并通过设计的现场实验对模型进行了分析和验证。结果表明,量距误差分别随尺长改正值和温度改正值的增加而线性增加。在不同仪器测角精度下,坐标框架点位中误差随尺长改正值和温度的增加都呈现先减小后增大的趋势,都存在极小值,并且随着仪器精度的提高,点位中误差逐渐减小。计算得到坐标框架上两待定点点位中误差理论值分别为±0.633mm、±0.558mm,而通过现场实验和分析计算,对应两点的实际点位中误差分别为±0.409mm、±280mm,实测精度值优于理论计算值。     

基于地面LiDAR的建筑物精细化三维重建及精度分析

随着“实景三维中国”以及智慧矿山等建设的不断推进,对承载数字化建设基础数据的三维模型精细化程度提出了更高要求。基于地面Li DAR三维重建技术,提出了建筑物精细化三维重建方法。采用地面三维激光扫描仪获取建筑物的扫描数据,经过点云去噪、点云着色、多点点云拼接及坐标转换等处理,构建了基于三维激光点云的实景三维模型,并从位置精度和纹理结构信息角度对模型进行了建模质量评价。结果表明:基于地面Li DAR的建筑物三维重建方法构建的三维模型位置精度高,X方向中误差为±0.92 cm,Y方向中误差为±0.60 cm,平面中误差为±1.10 cm,高程中误差为0.77 cm;在结构纹理精度方面,能精细地表达出建筑物下部及内部的信息,纹理细腻。     

三维激光扫描仪在地表岩移观测中的应用研究

为使三维激光扫描仪在地表岩移观测中的应用更科学、合理,基于三维激光扫描技术的特点与优势,研究了三维激光扫描仪结合GPS技术在忻州窑矿地表岩移观测中的应用,具体包括测量所用的三维激光扫描仪主要技术参数、如何获取准确的外业数据、如何配准距离影像、如何预处理数据、如何进行成果制作与输出。经过实地应用发现,应用三维激光扫描仪能很好地观测地表岩移,且能很好地突破传统测绘方法的局限性,可为矿山测量的现代化奠定基础。     

红外测距仪野外测设中的几项误差来源

以砷化镓半导体为红外光源的中短程电磁波测距仪,近几年在我国大部分工程测量单位应用较普遍.我们在使用红外测距仪野外作业中,发现几个容易疏忽而导致产生测距误差的问题,现提出以引起注意.一、仪器的预热测距时经常发现,首次显示距离与其后的几个显示距离的相差值(△D)较大,有时显示数间的离散性也大.经多次测试分析,我们认为是由于晶体温度变化影响调制频率而产生的误差.此类仪器出厂前的初期频率误差,一般控制在±1×10~(-6)范围内,这不影响基本测量单位,可保证测距精度.出厂后,由于石英晶体的老化或缺乏温度稳定等原因,就难以使调制频率保持在±1×10~(-6)的范围内,这就会影响测距精度.我们对某台短程红外测距仪作了预热与测距关系     

天宝TX8三维激光扫描仪在地形图测量中的应用

文章首先介绍了三维激光扫描仪的基本原理,接着阐述了其与GNSS RTK和全站仪相比所具有的优势及在地形图测绘中的作业流程,最后结合一个实例简述了三维激光扫描仪在地形测图中的作业过程,并对地形图的精度进行了检测与分析,验证了三维激光扫描技术可应用在地形测图中且具有一定的优势。     

全站仪测边交会精度分析

结合全站仪高精度测距和自由设站的功能，从测边交会的点位误差、已知点起始数据误差对交会点的影响等方面分析了全站仪测边交会的点位精度，所得出的4点结论可供生产实践参考。     

三维激光扫描技术在异形产品表面加工质量检测中的应用

传统的测量手段如全站仪、GPS等都是基于点测量,在面对异形产品表面加工质量检测时显得力不从心。而三维激光扫描仪由于其可以快速高精度获取被测物体表面的三维点云数据,因此该文以某工业产品为实例,在讨论了三维激光扫描技术的原理和误差来源的基础上,通过利用三维激光扫描仪获取产品表面的海量点云数据,然后对点云进行拼接、去噪等预处理,并将点云与设计模型进行对比,以调整产品。实验结果表明,通过三维激光扫描技术可以有针对性的调整产品,提高产品质量,并满足一定精度。