全站扫描仪测量精度分析及其在变形监测中的应用
发布时间：2021-10-27 12:40
全站扫描仪是近年来一项重要的技术革新,它不仅能获取高精度的单点坐标,还能获取目标的点云数据。将其应用于变形监测领域,能够克服传统变形监测技术利用单一类型数据进行变形分析时存在的缺陷。论文重点研究了全站扫描仪的结构基础和测量数据质量,着重探讨了适用于全站扫描仪的点云数据快速拼接方法,围绕全站扫描技术应用于变形监测领域展开深入研究。主要开展了以下研究工作:1.通过对传统变形监测方法优势和缺点的总结与分析,阐述了论文的研究目的和意义。总结了点云数据点位精度分析、点云数据拼接和变形分析方法的研究现状。2.建立了全站扫描仪扫描中心与全站仪测量中心同心度检定模型。对全站扫描仪的结构进行剖析,并结合仪器结构中的相关模块,对其集成的测量技术进行介绍;重点研究了全站扫描仪的测距原理,并根据同心度检定模型,深入研究其激光扫描原理与扫描模式。3.改进了点云数据外符合精度分析方法,利用球形靶标作为参考基准,提高了精度分析的准确性。同时对全站扫描仪棱镜测量模式和无棱镜测量模式下的单点坐标测量精度展开分析,使用内符合精度和外符合精度指标进行精度评价。4.提出了适用于全站扫描仪的点云数据快速拼接方法,提高了点云数据...
【文章来源】：战略支援部队信息工程大学河南省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 研究目的及意义
1.3 研究现状
1.3.1 点云数据点位精度分析研究现状
1.3.2 点云数据拼接研究现状
1.3.3 基于点云数据的变形分析方法研究现状
1.4 研究思路
1.5 文章结构
第二章 全站扫描仪的测量原理及同心度检定模型
2.1 全站扫描仪的结构
2.1.1 硬件构成
2.1.2 软件支持
2.2 全站扫描仪同心度检定
2.3 全站扫描仪测量功能
2.4 全站扫描仪测距及扫描测量原理
2.4.1 WFD测距原理
2.4.2 扫描测量原理
2.5 本章小结
第三章 全站扫描仪测量精度分析
3.1 全站扫描仪主要性能指标
3.2 全站扫描仪单点坐标测量精度分析
3.2.1 仪器常数测定
3.2.2 全站扫描仪棱镜测量模式坐标测量精度分析
3.2.3 全站扫描仪无棱镜测量模式坐标测量精度分析
3.3 全站扫描仪点云数据精度分析
3.3.1 扫描点云数据内符合精度分析
3.3.2 扫描点云数据外符合精度分析
3.3.3 实验与分析
3.4 本章小结
第四章 全站扫描仪点云数据拼接及精度分析
4.1 三维激光扫描点云数据拼接方法
4.1.1 ICP及其改进算法
4.1.2 辅助法拼接点云
4.2 全站扫描仪点云数据快速拼接方法
4.2.1 基于精密控制网设站的点云数据快速拼接
4.2.2 基于自由设站的点云数据快速拼接
4.3 全站扫描仪点云数据拼接精度评定
4.4 实验与分析
4.4.1 基于精密控制网设站拼接点云
4.4.2 基于自由设站拼接点云
4.4.3 实验总结
4.5 本章小结
第五章 基于特征点约束点云的变形分析模型
5.1 基于特征点约束点云的变形分析模型
5.1.1 数据获取与处理
5.1.2 特征点控制区域分割
5.1.3 点云至模型形变分析
5.2 基于特征点约束点云的变形分析模型精度评价
5.3 实验与分析
5.3.1 实验准备与实施方法
5.3.2 实验结果及分析
5.4 基于特征点约束点云的变形分析模型应用
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文的主要工作与总结
6.2 下一步工作展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]InSAR变形监测方法与研究进展[J]. 朱建军,李志伟,胡俊. 测绘学报. 2017(10)
[2]全站扫描仪在地表变形监测中的应用研究[J]. 管真,黄声享,贾桂宝. 北京测绘. 2017(S1)
[3]自由设站法在点云拼接中的应用[J]. 荆海峰,王力,杨文锋,彭逸凡. 测绘与空间地理信息. 2017(01)
[4]三维激光扫描在古建筑测绘中的应用[J]. 孙文潇,王健,刘春晓. 测绘科学. 2016(12)
[5]地面三维激光扫描仪的精度评定方法研究[J]. 井文胜,王健,孙爱怡. 测绘与空间地理信息. 2016(11)
[6]地面激光扫描技术在建筑变形测量中的应用探讨[J]. 林鸿,欧海平,王峰. 测绘通报. 2016(06)
[7]徕卡Nova MS50全站扫描仪在电厂烟囱变形监测中的应用[J]. 李斌,王建宾,吉德云. 测绘通报. 2016(06)
[8]地面激光扫描点云数据预处理综述[J]. 李广云,李明磊,王力,杨凡,王瑞鹏. 测绘通报. 2015(11)
[9]基于法向量和曲率的三维边缘检测方法[J]. 万松,王卓. 计算机与数字工程. 2015(09)
[10]工业测量全站仪坐标测量精度检定方法[J]. 范百兴,谢孟利,杨再华,包欢,刘浩淼,杨凡. 测绘科学技术学报. 2015(03)
博士论文
[1]基于激光扫描技术的水库大坝三维变形动态监测方法研究[D]. 王举.郑州大学 2015
[2]激光跟踪仪高精度坐标测量技术研究与实现[D]. 范百兴.解放军信息工程大学 2013
硕士论文
[1]基于三维激光扫描的桥梁检测技术应用研究[D]. 卢颖.吉林大学 2017
[2]基于总体最小二乘的点云三维配准及改进的ICP算法研究[D]. 刘亚彬.中国矿业大学 2016
[3]利用三维激光扫描技术的边坡形变监测方法研究[D]. 翟旭.中国地质大学(北京) 2015
[4]煤矿井下三维点云边缘检测及配准研究[D]. 万松.华中科技大学 2015
[5]基于三维激光扫描技术的高层建筑整体变形监测的方法研究[D]. 韩宇.江西理工大学 2015
[6]三维激光扫描技术在地面沉降监测中的应用研究[D]. 刘博涛.长安大学 2014
[7]三维激光扫描技术在地铁盾构隧道变形监测中的应用研究[D]. 闻永俊.江苏师范大学 2013
[8]地面三维激光扫描技术在地形形变监测中的应用研究[D]. 朱生涛.长安大学 2013
[9]地面三维激光扫描仪性能测试方法研究[D]. 张启福.解放军信息工程大学 2012
[10]三维激光扫描技术在建筑物形变监测中的应用研究[D]. 党晓斌.长安大学 2011
本文编号：3461622
【文章来源】：战略支援部队信息工程大学河南省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 研究目的及意义
1.3 研究现状
1.3.1 点云数据点位精度分析研究现状
1.3.2 点云数据拼接研究现状
1.3.3 基于点云数据的变形分析方法研究现状
1.4 研究思路
1.5 文章结构
第二章 全站扫描仪的测量原理及同心度检定模型
2.1 全站扫描仪的结构
2.1.1 硬件构成
2.1.2 软件支持
2.2 全站扫描仪同心度检定
2.3 全站扫描仪测量功能
2.4 全站扫描仪测距及扫描测量原理
2.4.1 WFD测距原理
2.4.2 扫描测量原理
2.5 本章小结
第三章 全站扫描仪测量精度分析
3.1 全站扫描仪主要性能指标
3.2 全站扫描仪单点坐标测量精度分析
3.2.1 仪器常数测定
3.2.2 全站扫描仪棱镜测量模式坐标测量精度分析
3.2.3 全站扫描仪无棱镜测量模式坐标测量精度分析
3.3 全站扫描仪点云数据精度分析
3.3.1 扫描点云数据内符合精度分析
3.3.2 扫描点云数据外符合精度分析
3.3.3 实验与分析
3.4 本章小结
第四章 全站扫描仪点云数据拼接及精度分析
4.1 三维激光扫描点云数据拼接方法
4.1.1 ICP及其改进算法
4.1.2 辅助法拼接点云
4.2 全站扫描仪点云数据快速拼接方法
4.2.1 基于精密控制网设站的点云数据快速拼接
4.2.2 基于自由设站的点云数据快速拼接
4.3 全站扫描仪点云数据拼接精度评定
4.4 实验与分析
4.4.1 基于精密控制网设站拼接点云
4.4.2 基于自由设站拼接点云
4.4.3 实验总结
4.5 本章小结
第五章 基于特征点约束点云的变形分析模型
5.1 基于特征点约束点云的变形分析模型
5.1.1 数据获取与处理
5.1.2 特征点控制区域分割
5.1.3 点云至模型形变分析
5.2 基于特征点约束点云的变形分析模型精度评价
5.3 实验与分析
5.3.1 实验准备与实施方法
5.3.2 实验结果及分析
5.4 基于特征点约束点云的变形分析模型应用
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文的主要工作与总结
6.2 下一步工作展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]InSAR变形监测方法与研究进展[J]. 朱建军,李志伟,胡俊. 测绘学报. 2017(10)
[2]全站扫描仪在地表变形监测中的应用研究[J]. 管真,黄声享,贾桂宝. 北京测绘. 2017(S1)
[3]自由设站法在点云拼接中的应用[J]. 荆海峰,王力,杨文锋,彭逸凡. 测绘与空间地理信息. 2017(01)
[4]三维激光扫描在古建筑测绘中的应用[J]. 孙文潇,王健,刘春晓. 测绘科学. 2016(12)
[5]地面三维激光扫描仪的精度评定方法研究[J]. 井文胜,王健,孙爱怡. 测绘与空间地理信息. 2016(11)
[6]地面激光扫描技术在建筑变形测量中的应用探讨[J]. 林鸿,欧海平,王峰. 测绘通报. 2016(06)
[7]徕卡Nova MS50全站扫描仪在电厂烟囱变形监测中的应用[J]. 李斌,王建宾,吉德云. 测绘通报. 2016(06)
[8]地面激光扫描点云数据预处理综述[J]. 李广云,李明磊,王力,杨凡,王瑞鹏. 测绘通报. 2015(11)
[9]基于法向量和曲率的三维边缘检测方法[J]. 万松,王卓. 计算机与数字工程. 2015(09)
[10]工业测量全站仪坐标测量精度检定方法[J]. 范百兴,谢孟利,杨再华,包欢,刘浩淼,杨凡. 测绘科学技术学报. 2015(03)
博士论文
[1]基于激光扫描技术的水库大坝三维变形动态监测方法研究[D]. 王举.郑州大学 2015
[2]激光跟踪仪高精度坐标测量技术研究与实现[D]. 范百兴.解放军信息工程大学 2013
硕士论文
[1]基于三维激光扫描的桥梁检测技术应用研究[D]. 卢颖.吉林大学 2017
[2]基于总体最小二乘的点云三维配准及改进的ICP算法研究[D]. 刘亚彬.中国矿业大学 2016
[3]利用三维激光扫描技术的边坡形变监测方法研究[D]. 翟旭.中国地质大学(北京) 2015
[4]煤矿井下三维点云边缘检测及配准研究[D]. 万松.华中科技大学 2015
[5]基于三维激光扫描技术的高层建筑整体变形监测的方法研究[D]. 韩宇.江西理工大学 2015
[6]三维激光扫描技术在地面沉降监测中的应用研究[D]. 刘博涛.长安大学 2014
[7]三维激光扫描技术在地铁盾构隧道变形监测中的应用研究[D]. 闻永俊.江苏师范大学 2013
[8]地面三维激光扫描技术在地形形变监测中的应用研究[D]. 朱生涛.长安大学 2013
[9]地面三维激光扫描仪性能测试方法研究[D]. 张启福.解放军信息工程大学 2012
[10]三维激光扫描技术在建筑物形变监测中的应用研究[D]. 党晓斌.长安大学 2011
本文编号：3461622
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