激光跟踪仪测量数据处理及可视化技术研究

发布时间：2017-07-19 14:01

  本文关键词：激光跟踪仪测量数据处理及可视化技术研究

  更多相关文章： 激光跟踪仪测量系统 数据处理 最小二乘拟合 MFC 可视化 VTK

【摘要】：激光跟踪仪测量系统是工业测量领域中一个非常重要的组成部分,越来越受到国内外学者的关注。它采用高精度激光测距技术和经纬仪精密测角技术结合的方法对静止或动态的目标进行快速高效地测量,能够确定目标的外形、尺寸、距离及空间位置等。目前,国内用户使用的激光跟踪仪全都依赖进口,研制自主知识产权的激光跟踪仪测量系统意义重大。此外,激光跟踪仪获取的坐标数据大多是离散的,不能对被测物体进行完整地描述与分析。数据可视化技术使得这些离散数据可以被直观地理解、操纵与探究,进而对目标进行快速而精确地测量,以便找出产品在设计过程中存在的缺陷,提高产品的设计与加工水平。本文主要针对自主研发的激光跟踪仪测量系统的数据处理与可视化技术进行了系统性研究。首先介绍了激光跟踪仪的硬件组成与测量的基本原理,包括空间坐标的测量、角度与距离的测量等。同时,详细地分析了在实际测量中可能影响测量精度的诸多因素。其次阐述了数据预处理的基本方法与坐标系间统一的方法;运用ADO Data控件与Access数据库实现了数据的存储与显示;阐明了对简单几何形体的测量数据进行最小二乘拟合的方法及用NURBS曲线曲面插值算法表示复杂曲线曲面的方法;提出了运用MFC控件对数据处理后的各项指标进行图表分析的方法;介绍了VTK的基本知识与可视化流程,并利用VTK技术实现了测量数据的三维可视化;最后介绍了自主开发的激光跟踪仪测量系统的设计思想和主要功能,并在实际测量中得到了很好地检验。
【关键词】：激光跟踪仪测量系统 数据处理 最小二乘拟合 MFC 可视化 VTK
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN249
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 国内外研究现状8-12
• 1.2.1 激光跟踪仪的研究现状8-11
• 1.2.2 数据可视化技术的研究现状11-12
• 1.3 课题来源及主要研究内容12-16
• 1.3.1 课题来源12-13
• 1.3.2 本文主要研究内容13-16
• 第2章 激光跟踪仪测量系统的测量原理16-24
• 2.1 激光跟踪仪测量系统的基本配置16-18
• 2.2 激光跟踪仪的基本原理18-21
• 2.2.1 坐标测量原理18-19
• 2.2.2 距离测量原理19-20
• 2.2.3 角度测量原理20-21
• 2.3 测量数据的误差分析21-24
• 2.3.1 误差基础理论21-22
• 2.3.2 系统误差分析22-24
• 第3章 数据处理与三维重构24-38
• 3.1 数据预处理24-26
• 3.1.1 误差点的识别与去噪24-25
• 3.1.2 点数据的精简压缩25
• 3.1.3 坐标系的统一25-26
• 3.2 简单几何形状的拟合计算26-31
• 3.3 复杂曲线（面）的三维重构31-34
• 3.4 数据的图表分析34-36
• 3.5 数据的编辑与存储36-38
• 第4章 测量数据的三维可视化研究38-46
• 4.1 三维显示的基本知识38-39
• 4.2 VTK技术介绍39-44
• 4.2.1 VTK的基本组成40-41
• 4.2.2 VTK的框架结构41
• 4.2.3 VTK的数据结构41-42
• 4.2.4 VTK的可视化流程42-44
• 4.3 VTK实现数据的三维显示44-46
• 第5章 激光跟踪仪测量软件系统设计与应用46-66
• 5.1 系统设计思想46
• 5.2 主要模块设计介绍46-54
• 5.3 软件系统的总体框架54-55
• 5.4 测量软件的主界面55-57
• 5.5 激光跟踪仪测量系统的应用57-66
• 第6章 总结与展望66-68
• 参考文献68-72
• 作者简介及科研成果72-74
• 致谢74

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本文编号：563197