激光扫描技术与影像测量技术.doc

光学测量原理与技术论文三维激光扫描技术与摄影测量技术学院：航空宇航学院专业：测试计量技术及仪器学号：SX1301116姓名：史璐指导老师：曾捷老师南京航空航天大学二O一四年一月目录TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l_Toc19832第一章：绪论PAGEREF_Toc198323HYPERLINK\l_Toc110041.1三维激光扫描技术PAGEREF_Toc110043HYPERLINK\l_Toc268761.2摄影测量技术PAGEREF_Toc268764HYPERLINK\l_Toc167111.3双目测量理论PAGEREF_Toc167114HYPERLINK\l_Toc32696第二章：国内外发展状况PAGEREF_Toc326965HYPERLINK\l_Toc132762.1三维激光扫描技术国内外发展状况PAGEREF_Toc132765HYPERLINK\l_Toc145192.2摄影测量国内外发展状况PAGEREF_Toc145196HYPERLINK\l_Toc14145第三章：三维激光扫描系统分类及其特点PAGEREF_Toc1414510HYPERLINK\l_Toc3903.1三维激光扫描系统的分类PAGEREF_Toc39010HYPERLINK\l_Toc188123.2三维激光扫描系统的特点PAGEREF_Toc1881210HYPERLINK\l_Toc214963.3三维激光扫描技术的发展趋势PAGEREF_Toc2149611HYPERLINK\l_Toc18778第四章：三维激光扫描技术和摄影测量技术的在变形监测中的应用PAGEREF_Toc1877813HYPERLINK\l_Toc140524.1三维激光扫描技术在变形监测中的应用PAGEREF_Toc1405213HYPERLINK\l_Toc83584.2摄像测量技术在机翼变形监测中的应用PAGEREF_Toc835814HYPERLINK\l_Toc14833第五章：总结PAGEREF_Toc1483317三维激光扫描技术和摄影测量技术：绪论1.1三维激光扫描技术三维激光扫描技术是基于测绘技术发展起来的,但测绘方法不同于传统测绘技术,传统测绘技术是单点定位的高精度测量目标,它是对指定目标中的某一点位进行精确而确定的三维坐标数据测量,进而得到一个单独的或一些离散的点坐标数据,这类技术有如三坐标测量仪、经纬仪、全站仪、激光跟踪仪等,而三维激光扫描仪则是对确定目标的整体或局部进行完整的三维坐标数据测量,这就意味着激光测量单元必须进行从左到右,从上到下的全自动高精度步进测量(即扫描测量),进而得到完整的、全面的、连续的、关联的全景点坐标数据,这些密集而连续的点数据也叫做点云,这也就使三维激光扫描测量技术发生了质的飞跃,这个飞跃也意味着三维激光扫描测绘技术可以真实描述目标的整体结构及形态特性,并通过扫描测量点云编织出的/外皮来逼近目标的完整原形及矢量化数据结构,这里统称为目标的三维重建。三维激光扫描测绘技术的测量内容是高精度测量目标的整体三维结构及空间三维特性,并为所有基于三维模型的技术应用而服务;传统三维测量技术的测量内容是高精度测量目标的某一个或多个离散定位点的三坐标数据及该点三维特性。前者可以重建目标模型及分析结构特性,并且进行全面的后处理测绘及测绘目标结构的复杂几何内容。如:几何尺寸、长度、距离、体积、面积、重心、结构形变,结构位移及变化关系、复制、分析各种结构特性等;而后者仅能测量定位点数据并且测绘不同定位点间的简单几何尺寸,如:长度、距离、点位形变、点位移等。三维激光扫描测量原理:每一个扫描云点的测量都是基于三角测量原理进行的,并且根据激光扫描的传感驱动进行三维方向的自动步进测量。三角测量原理的实现是通过激光发射器发出的激光束经过反光镜(三角形的第一个角点)发射到目标上,形成反光点(三角形的第二个角点),然后通过CCD(三角形的第三个角点)接受目标上的反光点,最后,基于两个角度及一个三角底边计算出目标的景深距离(Y坐标),再经过激光束移动的反光点的位移角度差及Y坐标等计算出Z,X坐标。1.2摄影测量技术摄影测量，就是利用对测量物体摄影所获得的像片来解求被摄物体的空间坐标和绘制设计图的理论、技术的测量方法。即利用各种摄像机，获取三维物体的二维图像（这就是实际空间坐标系和摄像机平面坐标之间的透视变换），通过多个摄像机从不同方向拍摄的两幅或两幅以上的二维图像，利用交会原理，以及相对定向与绝对定向等综合出物体的三维曲面轮廓。通过对摄影