激光测距技术中的测量误差研究

龙源期刊网

三维激光扫描技术在工程测量中的应用研究

作者：于磊 刘精攀

来源：《城市地理》2017年第10期

摘要：现如今，随着我国科学技术的迅猛发展，人们不再满足于传统的工程施工技术，这就对许多施工企业带来了巨大的挑战。文章重要概述了三维激光扫描的概念，并以LeicaHDS3000三维激光扫描仪技术为案例，研究了在近代工程检测中使用三维激光扫描技术的技术特点。并探讨了实际的点云拼接、扫描作业与数值处理的整个过程及对三维激光扫描技术在工程测量中的使用研究。

关键词：三维激光扫描技术；LeiceHDS3000；工程测量；Cyclone

在90年代中期开发出了三维激光扫描技术，它依据激光扫描测量的方式，三维激光技术扫描能大面积的提升分辨率，并准确得出被测量对象的三维坐标数值，详细的对空间点位信息进行采集，并获取被测物体表面上各个采样点的空间独立坐标。工程监测，是指在管理阶段与建设时所开展的各项测量工作。它能直接为所有项目的规划、测量、施工、检测、完工和运行管理等一系列项目所服务的。如何才能在工程监测中更好的植入三维激光扫描技术，并合理科学的使用它的准确性能这一技术特点，是一个展新的研究项目。文章以Leica HDS3000为例，由于三维激光扫描技术具备代表性，所以被大型建筑工程监测中广泛的使用。

1、技术背景

1.1、三维激光扫描技术概念

三维激光扫描技术是从繁琐实体结构和实践中得出该目标的三维数值和模型，它能根据激光扫描测量的方式，为目标的局部或整体进行详细的检测，使其获得目标的面、线、体等三维数值，和检测对象的采样点相结合，被称作“距离影响”和“点云”。根据测量仪器和扫描目标间存在距离长短来实行划分，三维激光扫描技术能分为近距离、中距离、远距离三类，三类距离本身的准确度都是不同的，所以适合的对象也都各不相同，中、远、距离激光扫描可以用在大规模场景建设中，近距离激光扫描技术因为它自身的精准度相对较高，所以可以应用在小型物体的三维准确建设中。

第１期　吕磊等．三维激光扫描技术在城市建筑竣工测量中的应用研究　

５　结果分析　

以南丰国际中心第９层为例（如图９所示），下图　

为经过　—ｙ水平面切面处理截留的点云平面图，并与　

全站仪观测数据进行比对（红色线为全站仪观测）。　

图９南丰国际会展中心第９层点云平面图　

项目采用地面三维激光扫描仪结合全站仪观测，　

还以南丰国际会展中心第９层为例，对该点云数据进　

行再次滤波去噪处理，并将其连接成线，并与全站仪观　

测数对比，各角点坐标比较如表１所示。　

由于两幢楼塔楼各楼层中心均有中空，采用全站　

仪观测计算南丰国际会展中心第９层外围面积为　

３　１３４．０　ｋｍ　（未扣除中空面积），三维激光扫描仪计　

算面积为３　１３３．１　ｋｍ　，面积相差甚小。并根据前面　

建筑物面积测算方法计算各层面积如表２所示：　全站仪与三维激光扫描测量点位坐标对比表　表１　

序　全站仪实测坐标　＝维激光扫描仪河Ｉ骨出标　点位较差　号　Ｘ／ｍ　ｙ／ｍ　Ｘ，ｍ　ｌｒ／ｍ　Ｆ，ｍ　

１　２５　３０５．ｏｏ１　４７　６６４．８６７　２５　３０４．９９３　４７　６６４．８４７　０．０２２　２　２５　３０５．０７４　４７　７３７．５０２　２５　３０５．０８６　４７　７３７．４９２　０．０１６　

３　２５　２９２．６８５　４７　７３７．４３６　２５　２９２．６６３　４７　７３７．４８５　０．Ｏ５３　

４　２５　２９２．６６２　４７　７３１．９９９　２５　２９２．６５１　４７　７３１．９９０　０．０１４　

５　２５　２９０．１６２　４７　７３１．９９５　２５　２９０．１５８　４７　７３１．９５３　Ｏ．Ｏ４２　６　２５　２９０．１４９　４７　７４０．４２５　２５　２９０．１４３　４７　７４０．４２２　０．００６　

７　２５　２７６．９４８　４７　７４０．４１９　２５　２７７．００４　４７　７４０．４３４　０．０５７　

８　２５　２７６．９４２　４７　７３１．９８９　２５　２７６．９８１　４７　７３２．ｏｏ５　０．０４２　９　２５　２７４．４４２　４７　７３１．９８６　２５　２７４．４７４　４７　７３１．９６５　０．０３８　１Ｏ　２５　２７４．４４１　４７　７３８．４０５　２５　２７４．４３１　４７　７３８．４５６　０．０５２　

2019年 1月下 世界有色金属21测绘技术M

apping technology

机载激光雷达测绘技术矿山测量中应用研究

吴端松

（广州建通测绘地理信息技术股份有限公司，广东　广州　５１００００）

摘 要：高效、高质量的测绘成果是矿产资源开发利用的重要前提。采用传统航空摄影测量与遥感手段存在像控点布设困难、影像间不易匹配、项目周期长等问题。因此，针对激光雷达点云数据高密度、高精度的特点，根据矿山测绘的需求，研究适应于浙江省矿山测量的合理方案。关键词：机载激光雷达测绘；矿山测量；应用中图分类号：Ｐ２２５；ＴＢ２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）０２－００２１－２

Application of Airborne Lidar Surveying and Mapping Technology in Mine Surveying

WU󰀁Duan-song

（Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｊｉａｎｔｏｎｇ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｐｐｉｎｇ　Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．　，　Ｌｔｄ．，　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１００００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ－ｑｕａｌｉｔｙ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｒｅ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｐｒｅｒｅｑｕｉｓｉｔｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．　Ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ａｅｒｉａｌ　ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ　ａｎｄ　ｒｅｍｏｔｅ　ｓｅｎｓｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｈａｖｅ　ｓｏｍｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ，　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ　ｏｆ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ｉｍａｇｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｐｏｉｎｔｓ，　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ　ｏｆ　ｍａｔｃｈｉｎｇ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｉｍａｇｅｓ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｌｏｎｇ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｃｙｃｌｅ．　Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，　ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｌｉｄａｒ　ｐｏｉｎｔ　ｃｌｏｕｄ　ｄａｔａ，　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｎｅｅｄｓ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　ｍａｐｐｉｎｇ，　ａ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ｓｃｈｅｍｅ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｍｉｎｅ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ｉｎ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ｉｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Keywords: ａｉｒｂｏｒｎｅ　ｌｉｄａｒ　ｍａｐｐｉｎｇ；　ｍｉｎｅ　ｓｕｒｖｅｙ；　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ

ａ叶技２０１４年第２７卷第３期　

Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｓｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．／Ｍａｒ．１５．２０１４　

相位激光测距中相位测量与误差分析　

邹孟成　

（西安电子科技大学电子工程学院，陕西西安７１００７１）　

摘要激光方向性强，单色、相干性好，这些特点使得激光测距可以应用在多个领域。由于相位法测距可以达　到较高的精度，因此相位法测距成为激光测距的首选。文中根据激光测距的特点，从几方面对相位法测距进行了改进　

和优化。在保证精度的前提下，减少了对单片资源的消耗，使激光测距系统有更快的响应速度和更多的资源进行功能　扩展。通过仿真验证，文中所提方法达到了预期效果，并可根据不同精度需求，灵活地设计程序。　关键词激光测距；精度；相位测量；反正切　中图分类号ＴＮ２４９　文献标识码Ａ　文章编号１００７—７８２０（２０１４）０３—０８０—０３　

Ｐｈａｓｅ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｐｈａｓｅ－ｓｈｉｆｔ　Ｌａｓｅｒ　Ｒａｎｇｅ　Ｆｉｎｄｅｒ　ａｎｄ　Ｅｒｒｏｒ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　

ｚｏｕ　Ｍｅｎｇｃｈｅｎｇ　

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉｄｉａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ　７　１００７　１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅ　ｏｆ　ｗｅｌｌ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｇｏｏｄ　ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｓｔｒｏｎｇ　ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ｌａ—　

ｓｅｒ，ｌａｓｅｒ　ｒａｎｇｅ　ｆｉｎｄｅｒ　ｃａｎ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｍａｎｙ　ｆｉｅｌｄｓ．Ｂｅｃａｕｓｅ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｐｈａｓｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｈａｓ　ｈｉｇｈ　ａｃｃｕｒａｃｙ，　

ｉｔ　ｈａｓ　ｂｅｃｏｍｅ　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｃｈｏｉｃｅ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ　ｒａｎｇｅ　ｆｉｎｄｅｒ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｉｎ　ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ