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三维激光倒置扫描关键技术研究

张志鹏 邵学君 庞庆

张志鹏, 邵学君, 庞庆. 三维激光倒置扫描关键技术研究[J]. 红外技术, 2021, 43(8): 752-756.
引用本文: 张志鹏, 邵学君, 庞庆. 三维激光倒置扫描关键技术研究[J]. 红外技术, 2021, 43(8): 752-756.
ZHANG Zhipeng, SHAO Xuejun, PANG Qing. Research on the Key Technology of 3D Laser Inverted Scanning[J]. Infrared Technology , 2021, 43(8): 752-756.
Citation: ZHANG Zhipeng, SHAO Xuejun, PANG Qing. Research on the Key Technology of 3D Laser Inverted Scanning[J]. Infrared Technology , 2021, 43(8): 752-756.

三维激光倒置扫描关键技术研究

基金项目: 

中国铁路总公司科技研究开发计划重点项目 2016D001-C

详细信息
    作者简介:

    张志鹏(1982 -),男,内蒙古巴盟人,副研究员,硕士,主要从事铁路三维激光扫描技术研究,E-mail:zhangzp@rails.cn

  • 中图分类号: TP391

Research on the Key Technology of 3D Laser Inverted Scanning

  • 摘要: 对比常规三维激光正置扫描技术,研究了三维激光倒置扫描关键技术。研究倒置扫描入射角技术,确定了硬件三脚架倒置安装条件,满足合理的扫描入射角,达到点云的较好采集效果。在软件方面研究了高效自动去除噪点技术,实现倒置扫描噪点的自动高效去除。通过试验比较,采用三维激光倒置扫描关键技术,能够较好实现倒置扫描且扫描效果较好,降低了现场工作强度,提高了工作效率,拓展了三维激光扫描技术应用领域,为采用倒置扫描技术、自动高效噪点处理技术等方面提供参考,同时,也为红外技术在图像融合、影像信息识别、图像降噪等方面提供借鉴。
  • 图  1  正置扫描示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of forward scanning

    图  2  三维激光扫描流程图

    Figure  2.  Scanning flow chart

    图  3  倒置扫描示意图

    Figure  3.  Schematic diagram of inverted scanning

    图  4  扫描点云对比图

    Figure  4.  Scanning point cloud comparison

    图  5  不同入射角扫描点云效果

    Figure  5.  Scanning point cloud effect at different incident angles

    图  6  存在噪点的点云

    Figure  6.  Point cloud with noise

    图  7  噪点比较图

    Figure  7.  Noise comparison diagram

    图  8  正置扫描点云图

    Figure  8.  Forward scanning point cloud

    图  9  倒置扫描点云图

    Figure  9.  Inverted scanning point cloud

    图  10  去噪后的点云图

    Figure  10.  Point cloud image after denoising

  • [1] 国家市场监督管理总局. 铁路罐车和罐式集装箱容积三维激光扫描仪校准规范[S]. JJF1719-2018: 北京: 中国质检出版社, 2019.

    State Administration of market supervision. Calibration Specification for 3D Laser Scanner for Volume Measurements of Rail Tankers and Tank Containers[S]. JJF1719-2018: Beiing: China Quality Inspection Press, 2019.
    [2] 白汉学. 三维激光扫描仪伺服控制系统与数据采集系统的设计与实现[D]. 西安: 西北工业大学, 2003: 66-92.

    BAI Hanxue. Design and Implementation of Servo Control and Date Acquire System for 3D Laser Scanner[D]. Xi'an: Northwestern Polytechnical University, 2003: 66-92.
    [3] 蔡宽. 基于点云的三维重建技术研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2010.

    CAI Kuan. Research on 3D Reconstruction Technology Based on Point Cloud[D]. Dissertation of Harbin Institute of Technology, 2010: 38-86.
    [4] 傅青喜. 铁路罐车容积检定与计量[M]. 北京: 中国计量出版社, 2005: 9-29.

    FU Qingxi. Volume Verification and Measurement of Railway Tank Car. Beijing: China Metrology Publishing, 2005: 9-29.
    [5] 邵学君. 铁路罐车(箱)容积三维激光扫描测量方法[J]. 中国铁道科学, 2014(2): 79-85. doi:  10.3969/j.issn.1001-4632.2014.02.13

    SHAO Xuejun. Three-dimensional laser scanning method for volume measurement of railway tank car (box)[J]. China Railway Science, 2014 (2): 79-85. doi:  10.3969/j.issn.1001-4632.2014.02.13
    [6] 孙君顶, 赵慧慧. 图像稀疏表示及其在图像处理中的应用[J]. 红外技术, 2014(7): 533-537. http://hwjs.nvir.cn/article/id/hwjs201407004

    SUN Junding, ZHAO Huihui. Sparse representation and applications in image processing[J]. Infrared Technology, 2014(7): 533-537. http://hwjs.nvir.cn/article/id/hwjs201407004
    [7] 汪开理. 三维激光点云与全景影像匹配融合方法[J]. 测绘通报, 2013(12): 131-132. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CHTB201312041.htm

    WANG Kaili. A method of matching and fusion of 3D laser point cloud and panoramic image[J]. Mapping Bulletin, 2013 (12): 131-132. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CHTB201312041.htm
    [8] Behzad V Farahani, Francisco Barros, Mihai A Popescu, et al. Geometry acquisition and 3D modelling of a wind tower using a 3D laser scanning technology[J]. Procedia Structural Integrity, 2019(9): 712-717. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452321619303014
    [9] 张靖, 周明全, 张雨禾, 等. 基于马尔可夫随机场的散乱点云全局特征提取[J]. 自动化学报, 2013(12): 131-132.

    ZHANG Jing, ZHOU Mingquan, ZHANG Yuhe, et al. Global feature extraction of scattered point cloud based on Markov random field[J]. Journal of Automation, 2013 (12): 131-132.
    [10] 张志鹏. 基于铁路罐车(箱)容积三维激光回波强度D模型的入射角特性研究[J]. 应用激光, 2017(4): 609-613. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYJG201704024.htm

    ZHANG Zhipeng. Study on the geometric characters of D-model of the 3D laser scanning[J]. Applied Laser, 2017(4): 609-613. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYJG201704024.htm
    [11] 毕超, 刘京亮, 刘飞, 等. 激光测头的光束空间矢量标定方法[J]. 红外与激光工程, 2015(12): 3775-3777. doi:  10.3969/j.issn.1007-2276.2015.12.047

    BI Chao, LIU Jingliang, LIU Fei, et al. Calibration method of space vector of beam for point laser sensor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015(12): 3775-3777. doi:  10.3969/j.issn.1007-2276.2015.12.047
    [12] Bruno Silva Marció, Philipp Nienheysen, Daniel Habor, et al. Quality assessment and deviation analysis of three-dimensional geometrical characterization of a metal pipeline by pulse-echo ultrasonic and laser scanning techniques[J]. Measurement, 2019(10): 30-37.
    [13] 谢雄耀, 卢晓智, 田海洋, 等. 基于地面三维激光扫描技术的隧道全断面变形测量方法[J]. 测绘通报, 2016(2): 143-144. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CHTB201602037.htm

    XIE Xiongyao, LU Xiaozhi, TIAN Haiyang, et al. Development of a modeling method for monitoring tunnel deformation based on terrestrial 3D laser scanning[J]. Bulletin of Surveying and Mapping, 2016(2): 143-144. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CHTB201602037.htm
    [14] Siwei Chen, Megan L Walske, Ian J Davies. Rapid mapping and analyzing rock mass discontinuities with 3D terrestrial laser scanning in the underground excavation[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2018(10): 28-35. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1365160917309589
    [15] Johannes Schauer, Andreas Nüchter. Removing non-static objects from 3D laser scan data[J]. Journal of Photo Grammetry and Remote Sensing, 2018(7): 21-26. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924271618301527
    [16] 郭震冬, 黄亮, 顾正东, 等. 三维激光扫描技术在古建筑测量中的应用[J]. 智能城市, 2019(9): 1-2. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZNCS201918002.htm

    GUO Zhendong HUANG liang GU Zhengdong et al. Application of 3D laser scanning technique in ancient building survey[J]. Intelligent City, 2019(9): 1-2. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZNCS201918002.htm
    [17] Daniel Nåfors, Maja Bärring, Maxime Estienne, et al. Supporting discrete event simulation with 3D laser scanning and value stream mapping: benefits and drawbacks[J]. Procedia CIRP, 2018(7): 1536-1541. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212827118303779
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-07-08
  • 修回日期:  2021-07-30
  • 刊出日期:  2021-08-20

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