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三维激光扫描仪检定的研究与实践

作　者: 陆洪波
导　师: 陈秀忠；杨伯钢
学　校:
专　业: 测绘工程
关键词: 三维激光扫描仪检定校准准确度靶标
分类号: TH744.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

三维激光扫描技术具有测量速度快、数据量大、精度有保证、连续自动测量等技术优势,正越来越多地被人们用于获取被测物体表面海量的三维坐标信息量。在测绘领域得到广泛使用的同时,在文物保护与重建、城市设计规划与管理、加工制造业、医疗卫生、国防工业、电影特技制作等领域应用前景也日益广泛。然而,目前我国尚没有针对三维激光扫描测量技术的规范或规程,也没有专业机构对其进行技术检测和校准,这种现状不利于测绘生产的科学化与规范化的管理。本课题的研究是基于北京市测绘设计研究院和北京建筑工程学院的技术优势和资源,对全站型三维激光扫描仪技术参数的检测\校准进行研究,探讨制定三维激光扫描仪的校准技术规范,并初步建立检测检定场地,为测绘生产提供技术保障,为将来编写相关技术规范奠定参考基础。本文从剖析三维激光扫描仪的原理开始,对仪器精度理论进行了探讨,并对常见仪器“精度”提法的误区进行辨析；指出了三维激光扫描仪通常给出精度的指标概念的模糊不清,尝试提出三维激光扫描仪基本性能应该评定的技术指标,最后进行校准方案、校准场地、靶标的设计及实施,并进行了检定、测试,得出了结论。文中,三维激光扫描仪的绝对测距精度、相对测距精度、点云密度、数据获取速率、拼接精度的测试,利用了北京市标准长度基线场；深度鉴别力、平面鉴别力、水平垂直扫描的均匀性测试,利用了北京市测绘设计研究院50m长度实验室和自制的鉴别力板,通过测试,对以上指标得到了相关的结论。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-8
第1章绪论  8-10
  1.1 研究的背景及意义  8
  1.2 国内外研究现状及文献查阅情况  8-9
  1.3 本文的主要内容  9-10
第2章三维激光扫描系统的原理及分类  10-14
  2.1 三维激光扫描仪的原理  10
  2.2 某国产三维激光扫描仪原理简介  10-11
  2.3 三维激光扫描仪的分类  11-12
    2.3.1 移动扫描系统  11
    2.3.2 固定扫描系统  11-12
  2.4 全站型三维激光扫描系统的分类  12-14
    2.4.1 依据激光的发射方式分类  12
    2.4.2 按照三维激光扫描仪的有效测量范围进行分类  12-14
第3章精度理论及仪器精度  14-23
  3.1 基本误差理论知识  14-15
    3.1.1 误差的公理和概念  14
    3.1.2 误差的定义  14-15
    3.1.3 误差来源  15
  3.2 测量结果的“精度”  15-18
    3.2.1 “精度”的基本意义  16
    3.2.2 “精度”的具体表现形式  16-17
    3.2.3 “精度”的其他含义  17-18
  3.3 测量结果表示  18-20
    3.3.1 测量结果的传统表示方法  18
    3.3.2 测量结果科学的评定-测量不确定度评定  18-20
  3.4 测量仪器的“精度”(准确度等级)  20-23
    3.4.1 测量仪器的性能和参数  20-21
    3.4.2 测量仪器的准确度和准确度等级  21-22
    3.4.3 测量仪器的“精度”(准确度等级)与测量结果的“精度”(精确度)  22-23
第4章三维激光扫描仪的“精度”(准确度)及检定的研究与实践  23-38
  4.1 三维激光扫描仪的“精度”  23-24
    4.1.1 三维激光扫描仪的技术指标  23
    4.1.2 三维激光扫描仪给出的精度指标一般含义  23-24
    4.1.3 对现有精度指标定义的分析  24
  4.2 三维激光扫描仪评价指标的确立及含义  24-26
    4.2.1 测距精度(误差)  25
    4.2.2 鉴别力  25
    4.2.3 点云密度  25
    4.2.4 数据获取速率(pps)  25-26
    4.2.5 拼接精度  26
    4.2.6 水平、垂直扫描的均匀性  26
  4.3 三维激光扫描仪检定的研究与实践  26-38
    4.3.1 选用的仪器简介  26
    4.3.2 检定场地、靶标设计  26-29
    4.3.3 检定方案实施及扫描过程  29-31
    4.3.4 数据分析及试验结果  31-37
    4.3.5 小结  37-38
第5章总结与展望  38-39
参考文献  39-41
致谢  41-42
发表论文、科研项目及获奖情况  42

三维激光扫描仪检定的研究与实践

内容摘要

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