地面三维激光扫描仪标靶布设研究

利用VZ4000扫描仪对标靶布设距离以及标靶尺寸进行试验,并分析不同标靶布设距离及标靶尺寸对拼接精度的影响。试验结果表明:在近处使用厂家标配的标靶,在远处使用定制的大标靶,可更好地控制扫描结果的精度,达到最佳的扫描效果。     

地面激光扫描技术在城市轨道交通构筑物结构断面检测中的应用

为研究三维激光扫描技术在城市轨道交通构筑物结构断面检测中的精度和可靠性,采用Leica HDS6100三维激光扫描仪在隧道中自由设站并采集数据,利用扫描区域内的控制点靶标建立布尔莎七参数严密解算模型,再将点云由扫描仪坐标系转换到施工坐标系。通过单站多次扫描同名靶标进行内符合精度分析,得到20 m范围内的单点精度(为±3 mm),并将实验成果与全站仪测量成果进行比较。研究表明,该方法得到的高程误差优于±10 mm,平面误差优于±20 mm,成果满足《城市轨道交通工程测量规范》的相关要求。     

基于激光标靶叠和双目视觉的双护盾TBM导向系统研制

为解决双护盾隧道掘进机（TBM）前盾姿态检测困难的问题,在激光标靶导向系统基础上开发了叠加双目视觉的双护盾TBM导向系统,系统包括全部常规激光标靶法导向系统硬件外,分别在支撑盾前部增加双目相机,前盾尾部增加1组空间布置的Mark灯组,构建双护盾TBM导向系统。研究双护盾TBM导向系统设计、算法实现、精度误差等问题。工地实际施工验证系统整体精度满足施工需求,为双护盾前盾姿态检测新增了一种有效方式。     

全站仪自由设站法精度探讨

在工程测量中经常采用全站仪自由设站法，但该方法究竟能达到什么精度是困扰使用者的一个问题。在介绍了全站仪自由设站方法的基础上，推导了该方法能达到的精度。通过实测数据分析在不同交会图形和仪器精度下，设站点位精度的变化规律，以及精度随控制点数目增加而变化的情况，得出了该方法最合适的交会角范围和控制点数目等结论。     

地面激光扫描技术在既有铁路勘测中的应用研究

以线路中心线为基本控制线的既有线测量方法施测困难,且对运营干扰大、安全性差、效率低。本文提出了将激光扫描技术应用于既有铁路勘测的数据采集方案和数据处理方法,利用地面三维激光扫描仪Surphaser 25HSX对测区长1 500 m的既有线按照试验施测方案进行了点云数据采集,并结合数据后处理软件Geomagic和Cyclone进行了点云预处理、点云配准及表面建模,提取实时线路中心线与原始航测底图进行对比分析,对试验数据做了精度分析。试验研究表明:采用合理的标靶设置和测站布设,三维激光扫描所得点云数据可满足既有线勘测设计需要,并且能提高获取原始数据的效率,保证了数据质量,降低了数据处理的复杂程度,测量方式更安全且信息丰富。     

GNSS失锁时车载激光扫描点云精度提高方法研究

为解决车载激光扫描系统因GNSS偶然失锁造成采集点云精度低等问题,采用布设不同控制点网形的方法对车载点云数据精度进行提高。实验流程为将车载激光扫描系统置于GNSS失锁状态下进行点云数据采集,通过3种不同控制点布设网形得到校正控制点,并对点云数据进行校正,研究不同控制点布设网形对点云精度提高的影响。研究表明,每100 m布设1个控制点,直线网形控制点校正后的点云平面精度为0.029 6 m,高程精度为0.032 8 m;双直线网形点云平面精度为0.057 7 m,高程精度为0.028 2 m;折线网形点云平面精度为0.079 9 m,高程精度为0.055 3 m。每300 m布设1个控制点,直线网形控制点校正后的点云平面精度为0.143 7 m,高程精度为0.037 5 m;双直线网形点云平面精度为0.131 8 m,高程精度为0.049 6 m,折线网形点云平面精度为0.121 8 m,高程精度为0.050 1 m。每500 m布设1个控制点,直线网形控制点校正后的点云平面精度为0.211 1 m,高程精度为0.045 8 m,双直线网形点云平面精度为0.213 6 m,高程精度为0....     

采用三维激光扫描法检定铁路罐车容积技术要点分析

三维激光扫描法已经在铁路罐车容积检定中得到广泛应用。为保障和进一步提高铁路罐车容积测量准确度,针对三维激光扫描仪检定铁路罐车容积时标靶的制作与使用,三维激光扫描仪参数选择、安装和启动扫描,以及数据处理中计量单位的选择,点云异常、车型识别错误和罐体水平参数超差的处理,分析这些过程中技术要点,提出相应对策。     

基于NURBS的轨道板点云外形尺寸检测研究

CRTSⅢ型轨道板铺装前必须进行逐板检测。因此,如何有效提高轨道板的检测效率及检测精度成为一个亟待解决的问题。三维激光扫描技术作为一项新兴技术,为空间信息的获取提供一种全新的技术手段。以三维扫描仪获取的CRTSⅢ型轨道板承轨台点云数据作为研究对象,在点云预处理的基础上采用NURBS曲面拟合建模,并利用模型建立特征,据此提取承轨台相关核心检测指标。实验结果表明,NURBS模型视觉效果较好且重构精度较高,各检测指标最大偏差均未超过允许值,检测结果具有较高的可靠性,该方法实现了轨道板模型参数的可视化和信息化表达。     

地面激光扫描仪的精度影响因素分析

尽管地面三维激光扫描技术正被越来越多地应用于多个领域,但对其测量数据的精度评定,至今尚缺乏必要的理论及方法支持。从分析直接测量数据出发,对该类测量仪器误差的主要来源及其对测量数据的影响情况进行了详细分析,构建了地面三维激光扫描仪单个扫描点测量数据的精度评价模型。该模型为基于地面三维激光扫描仪高精度测量项目(如变形监测)的测量成果精度评定,以及测量方案的优化设计提供了所必需的理论基础。     

三维激光测量在大型车站雨棚检测中的应用

随着铁路车站钢结构雨棚使用时间的延长，影响结构安全和正常使用的病害不断显现，因此对雨棚结构整体可靠性的检测、鉴定项目陆续开展。针对图纸资料缺失的雨棚，需要对其众多构件及节点分别定位，以建立计算模型完成承载能力分析。本文采用地面三维激光扫描仪建立某车站钢结构雨棚点云模型，利用点云处理软件和基于CAD平台的处理模块对点云模型进行拼接、切割、拟合，采用分块处理的方式获取结构布置、构件型号等信息。结合壁厚检测数据建立结构有限元模型，完成了对该结构的承载能力分析。经工程应用，地面三维激光扫描仪在测试环境正常、测点布置科学时，测量精度和效率均较好，与传统全站仪测量相比检测效率明显提升。点云模型后处理软件在操作和功能方面需要进一步智能化，以提升测量精度和效率。     

一种提高铁路车载激光雷达测量精度的方法

为了提高铁路车载激光雷达扫描精度,在铁路两侧布设并测量控制点,基于控制点对激光雷达数据进行精化,对比分析不同密度控制点的精化效果,找到控制点密度与激光雷达数据精度间的关系,从而确定满足既有线测量的控制点密度。结果表明:加入控制点后可明显提高车载激光雷达扫描精度,每400 m布设一个控制点,激光雷达平面和高程精度可达0.15 cm,满足除高速铁路中线和高程测量外的所有既有线测量工作的精度要求。控制点布设和测量在铁路两侧进行,不影响铁路的正常运营,可有效保证测量人员和行车的安全。     

基于标准杆件的CRTSⅢ型轨道板自动化检测系统精度评定

针对当前CRTSⅢ型轨道板检测方法缺乏精度评定标准的问题,以集成智能机器人和三维成像仪高速铁路CRTSⅢ型轨道板自动化检测系统为依托,提出了一种基于标准杆件的CRTSⅢ型轨道板自动化检测系统精度评定方法。该方法给出了轨道板检测系统的测量标准精度及其计算方法,并设立了两个精度评价指标(即轨道板扣件间距方向及大钳口方向的横向检测精度),计算得出高速铁路CRTSⅢ型轨道板自动化检测系统的标准系统精度为0. 030 0 mm,标准偶然精度为0. 152 8 mm,标称精度为0. 155 mm/m。大量实验数据证明,该方法精确、稳定,能够在较短时间内定量评价轨道板外形尺寸和光学测量系统的精度,其评定结果对于其他轨道板及铁路工件的三维检测具有参考价值。     

三维激光扫描仪单点精度的检验与分析

三维激光扫描技术是一种先进的全自动高精度立体扫描技术。其中,激光扫描测量仪器的单点精度对工程应用的影响以及对后期数据处理中三维点云模型的建立和精度影响至关重要。以LEICA1202全站仪观测数据作为真值,与REIGLVZ-400三维激光扫描仪所获取的数据进行对比,对地面三维激光扫描仪的精度进行评定。     

大区域城市测量高程实时获取方法探讨

针对大区域城市测量正常高实时获取困难的问题,提出利用地球重力场模型2008(Earth Gravitational Model 2008,缩写为EGM2008),结合全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,缩写为GNSS)和水准数据拟合的方法,对EGM2008重力场模型与GNSS/水准模型高程差值进行建模和精度分析,从而获取测量点正常高。选取华北某城市区域进行实验,分析对比不采用EGM2008重力场模型和采用该重力场模型,以及采用该重力场模型时不同GNSS/水准点位分布对该区域模型的精度影响。结果表明,EGM2008重力场模型在该区域吻合较好,当控制点位分布均匀时,该方法的内符合精度和外符合精度可达到5 cm,达到了规范规定的地形测量精度要求。研究所得结论对于大区域城市测量高程实时获取具有一定的参考价值。     

三维激光扫描仪在高速铁路轨道线形测量中的应用

为解决传统轨道检测小车测量作业效率低、成本高、数据形式单一等问题,采用基于自由测站的三维激光扫描仪进行点云数据获取,通过对仪器技术参数及扫描模式分析,对点云平面及高程坐标精度推算,确定了设站模式、作业线路、设站间隔。结合16 km隧道内既有铁路轨道线形测量工程实例,对比了轨检小车与三维激光扫描仪在人员、设备以及作业用时方面的差别;通过对414站扫描设站精度进行统计,推导计算得出点云坐标平面精度可达2.45 mm,高程精度可达1.06 mm。通过自主研发软件提取轨道中线三维坐标,采用稳健平滑滤波进行去噪处理,结果表明,点云中线坐标与静态轨检小车测量结果横向偏差平均值为2.7 mm,高程较差平均值为3.9 mm。     

“无人机+激光雷达”在集通线复测中的应用

传统既有线复测主要采用上线作业方式,利用水准测量或GNSS-RTK技术进行中平和平面测绘,效率较低且存在安全隐患。针对集宁至通辽铁路(集通线)复测任务,提出一种基于"无人机+激光雷达"的铁路既有线测量方法,通过低航高的激光雷达获取高密度既有线点云,经轨迹解算、航带平差、坐标转换后,再采用特殊地面控制标靶对其进行点云精度改化,最终获取了既有线三维中线坐标。为验证精度,选取10 km的既有线点云数据与实测点进行对比,结果显示,该方法获取的三维中线坐标的平面、高程精度分别达到3 cm和3.4 cm,可以满足一般既有线复测的需要。     

高速铁路长大隧道独立控制网建网技术研究

按"一点一方向"建立高速铁路长大隧道独立控制网往往会在衔接段产生横向偏差和长短链,需要采取控制网旋转或设置长短链等技术措施予以解决。结合国内某高速铁路长大隧道独立控制网建网案例,在原参考椭球和线路控制点成果基础上,以隧道工程中心经度为坐标投影的中央子午线(L0),以隧道平均轨面高程为投影大地高(H0),对既有线路平面控制点进行坐标换带计算和相对稳定性、可靠性分析;选取隧道进口、出口各一个稳定控制点为起算点,在新投影参数(L0、H0)下进行整体平差,建立长大隧道独立控制网。结果表明:(1)采用本方法建立的隧道独立控制网精度高,误差均匀,可满足建网精度要求,并可提高隧道贯通精度;(2)"一点一方向"与本方法相比,在采用相同基线文件、起算点和投影参数的情况下,衔接段控制点(S=9.1 km)最大坐标较差Δx为-63.4 mm,Δy为85.3 mm,需要进行技术处理;(3)本方法可解决衔接段横向偏差较大及长短链等问题,确保隧道与相邻结构物顺利衔接。     

差分GPS数据对无人机空三精度影响的探讨

以某高铁一个测区为例,进行无人机影像差分GPS坐标和外控点坐标联合空三加密的计算试验,以分析有无像主点差分GPS数据、不同控制点布设方案对空三加密精度的影响。试验结果表明,加入差分GPS数据进行区域网平差,可以有效提升区域网的高程精度,且外控点布设方案对空三加密精度的影响远小于加入像主点差分GPS数据对空三加密精度的影响。     

利用三维扫描技术检测复杂几何尺寸的探讨

比较和分析各种三维扫描仪的性能特点和优缺点,指出采用手持式激光三维扫描仪更适合对结构复杂、曲面较多的几何尺寸进行检测。提出利用三维扫描仪进行复杂几何尺寸检测的工作流程,举例说明检测工作中实物扫描和数据处理等的要点。     

Google Earth卫星影像辅助空三制作中小比例尺地形图

对Google Earth的精度进行了分析,提出了在Google Earth上量取控制点进行空三加密,并制做中、小比例尺地形图的可能性,用于解决铁路设计前期国外或无图区无图可用的困难。结合实际工程,选取国外某测区,利用该方法进行空三加密后得到平差结果,结果显示定向精度符合铁路1∶50 000地形图要求,可用于铁路项目前期预可研阶段。