论棱镜扫描对于隧道扫描的优势

泰伯网2018-04-16 10:17:25

摘要: 随着三维激光扫描技术的普及,三维扫描仪在隧道扫描方面的应用已经相当普遍。

论棱镜扫描对于隧道扫描的优势

  随着三维激光扫描技术的普及,三维扫描仪在隧道扫描方面的应用已经相当普遍。大家在选用扫描仪时大多关注彩页上的距离、扫描速度、仪器精度,但拼接精度却容易被忽视,拼接精度却可以直接影响到整体数据精度。

  每种仪器都有不同的推荐拼接方式,都有自己的特点,对扫描数据的影响也有所不同。

  以下就讨论一下拓普康GLS-2000推荐使用的棱镜拼接的几个特点:

  1. 棱镜拼接对整体数据的影响--高精度

  说到仪器精度首先想到的是仪器的标称精度,体积精度、距离精度、角度精度等等,目前扫描仪的仪器精度基本相当,大家往往忽略影响数据整体精度的一个因素— —拼接精度,就是这个因素却起到了决定性的作用,每站微小的误差在多站的累积过程中就会形成较大的偏差。

  按照精度从高到低的拼接方式依次是:棱镜拼接、标靶球拼接、标靶拼接、特征拼接,拓普康GLS-2000采用的棱镜拼接方式,就是为了保证整体数据精度。

  棱镜拼接是最符合传统测量习惯的拼接方式,可以分为架站后视法和后方交会法,采用此方式产生的误差主要是人员操作的误差,相对其他方式精度最高。

论棱镜扫描对于隧道扫描的优势

图 1 使用棱镜拼接的精度为1mm

  标配球拼接通过两个以上的目标球做拼接,标靶球的主要优势是在不同的视角都能看到标准的球体,但在数据拼接过程中产生误差的环节也较多,主要有扫描球的误差、拟合球的误差、多点拼接的误差,最终导致整体拼接误差较大。

  标靶拼接的原理是通过识别标靶上的“棋形”或“圆形”反算出标靶的中心,计算方式主要以自动拟合为主,自动拟合总会有误差,手动就更加考验操作人员的“经验”。标靶主要是厂家标配或者打印的,标配的精度要高一些,打印的由于不同的纸张、不同的墨盒出来的效果都有差异,激光打在不同材质(反射率)的标靶上获得的激光测距结果是不同的,通常会在1cm以上,光这个误差已经超出隧道测量所能允许的精度。

论棱镜扫描对于隧道扫描的优势
图 2 标靶扫描数据

论棱镜扫描对于隧道扫描的优势
图 3 标靶数据的厚度测量--20mm

  2.棱镜拼接对整体数据的影响--长距离

  一说到距离,第一时间想到的是仪器的扫描距离,但还有一个影响整体拼接的因素就是拼接距离,拼接距离直接影响到扫描的效率,相对于隧道这种留给测量时间有限的情况,拼接距离就更加重要。

  棱镜拼接主要取决于棱镜的识别距离,以拓普康的GLS-2000为例,棱镜识别的距离高达120m,拼接距离就可以做到200m以上。

论棱镜扫描对于隧道扫描的优势
图 4 远距离棱镜识别

  标靶球拼接距离取决于扫描密度的设置,适当的提高扫描密度会增加识别距离,但扫描时间、后期数据处理时间就会成比例增加,受限于时间限制,一般使用中等密度来扫描,在此参数下标靶球在室外的识别距离在20m到25m,在现场环境相对恶劣的隧道的识别距离会下降到15m到20m,拼接距离也就是30m到40m。

  标靶拼接中标靶的摆放是有要求的,必须摆放在平面上,这样才能在软件中计算出来,但是在隧道施工现场几乎找不到相应的位置。即使勉强使用此方式,受限于扫描夹角的限制,一般识别距离都在5m之内,这样就成了“短边控制长边”不科学的测量方式。

  3.棱镜拼接对整体项目的影响--高效率

  效率可以理解为单站扫描的时间,此处是真正的项目现场,不是彩页上标的每站时间,包括了架站、定位、扫描等的总时间。

  棱镜拼接使用棱镜定位,直接把对中杆放在控制点位置,用扫描仪去识别棱镜就完成了定位过程。以拓普康的扫描仪GLS-2000为例,架站定向加激光扫描的时间约为6分钟。

论棱镜扫描对于隧道扫描的优势

  标靶球拼接在扫描之前要先确定每个标靶球的坐标,这就要求一台全站仪配合扫描仪定位,全站仪先完成自己的定位,再打出3个以上的目标球的坐标。整个过程要求标靶球不会有移动,大多数情况下还要清空现场,这样的条件在隧道施工中也很难提供。整个标靶放置、全站仪识别标靶位置加扫描仪激光扫描的时间总共在15分钟以上。

  标靶拼接和标靶球拼接相似,全站仪要在扫描仪每站的架站位置附近架设全站仪做测量。每站放置标靶的时间加上测量标靶的时间和激光扫描的时间就在20分钟以上。

  从效率来看,拓普康的GLS-2000是传统测量扫描测量方式的3到4倍。

  总结

  从拼接精度、拼接距离、效率来看,棱镜拼接在隧道扫描中非常具有优势。GLS-2000三维激光扫描仪突破了以往扫描仪采用靶球拼接距离短、精度差、效率差、质量不高的瓶颈(,依托拓普康扫描仪全球领先的扫描角精度,可以做到像全站仪一样操作简单,有效提高了外业测量人员的工作效率。

论棱镜扫描对于隧道扫描的优势

[责任编辑:谢履豪]
声明:泰伯网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述,文章内容仅供参考。

第一时间获取位置服务与空间信息领域新鲜资讯、深度商业资本观察,请在微信公众账号中搜索「泰伯网」or「www.3snews.net」,或用手机扫描左方二维码,即可获得泰伯网每日精华内容推送和最优搜索体验,并参与编辑活动。

  • GIO企业家俱乐部会员
  • 泰伯智库

加入GIO俱乐部,连接GIO、连接产业、连接资本、连接海外。

联系电话:13522258461

猜你喜欢

热文推荐

精彩活动

更多>>

泰伯网官方微信

GIO俱乐部官方微信

泰伯网官方微信

京ICP备05007579号 | 经营许可证编号:京ICP证110169号 | 京公网安备11010802009008 | Copyright © 2005-2015 taibo.cn