三維激光掃描儀中測距的方法和特點？方法：脈沖法和相位法。特點：脈沖法原理簡單，測程大；相位法精度高，電路上復雜，射程短。三維激光掃描儀的操作步驟1）儀器準備：開箱（輕拿）架設三角架，連接電池、電腦，轉動儀器瞄準掃描儀對象（垂直和水平）；2）掃描啟動計算機：包括設置網絡參數、運行；3）連接儀器，點擊連接菜單項或工具欄按鈕；4）拍照：a、設置曝光參數，時間預覽；b、拍攝；5）設置掃描區域；6）設置掃描點（點密度分割概率）；7）掃描；8）打開掃描窗口；9）acquiretarget；10掃描。regestration步驟：1）建立拼合；2）添加點云；3）添加約束點；4）檢查對應關系；5）進行拼合；6）檢查殘差；7）生成點云；8）輸出。結構光法原理概述：利用投射光中的幾何結構信息幫助提取景物的三維幾何信息。利用具有一定光柵幾何結構形狀的光源投射到景物上，通過計算光柵變形獲取三維景物信息的方法。投射光柵的結構形式可以是斑點、線條、網格、圓等等。三維景物信息的獲取是計算機視覺中的主要問題。傳統的方法是利用成象設備獲取景物的灰度圖象，從灰度圖象中獲取三維信息。由于圖象中各灰度值包含了物體表面的幾何形狀、反射特性、紋理、照度及成象設備特性等大量間接信息，使得從灰度圖象中提取景物的三維信息。三維激光掃描儀工作原理及結構：原理：首先，需要將激光分成兩束，一束光照射物件，一束直接照到底片上，使感光原件感光。從這是利用了從物體后部反射的激光束與物體前部反射的激光束所走過的距離不同，因此與直接照射的參考光束所形成的干涉條紋不同，而三維型激光掃描儀則記錄了全部的條紋，也就記下了物體的立體形象，只要再用激光去照射全息圖片，就可以顯出物體的真面目。結構:a玻璃平臺；b數據軟排線；c掃描頭；d燈管；e電路板。三維激光掃描儀的應用實例：逆向工程、交通線路掃描、煉油廠和鉆井平臺、清華園大門、故宮、物料堆、變形監測、樹木的掃描對于逆向工程的步驟：1）選儀器；2）掃描；3）拼合；4）建模；5）量測；6）制造實模型；7）手工自動；8）定型。對于煉油廠和鉆井平臺的步驟：1）選儀器；2）選場地；3）布置target；4）掃描；5）換站掃描；6）點云去噪；7）點云拼合；8）點云量測；9）三視圖、多視圖、剖面圖；10）調繪。坐標的計算推導公式：s’二s*cosrxp=s’*cosa=s*cosr*cosayp=s’*sina=s*cosr*sinazp=s*sinr建模分類：A、規則形狀物體建模b、不規則形狀物體建模Target的用途是什么，有哪些形狀的Target?用途：控制標靶和目標球既是拼合各次掃描點云的基準點，還是網格坐標與儀器內部坐標轉換的媒介，形狀：有貼片狀，球形等Register操作的方法是什么？答：①建立Registration；②導入scanworld檢查標靶；③導入約束點進行Registration操作；④檢查約束點精度并調整其權重；⑤看精度是否滿足要求，不滿足則重復第④步；⑥進行凍結/鎖定；⑦生成拼合完畢后的點云scanworld。請說明飛行動畫的制作方法？答：在軟件中生成虛擬攝像機的軌跡，朝向，速度以及拍攝頻率，然后將拍完的圖片連接成AVI格式的文件，再轉換成其它格式的文件即可。用Cyrax2500進行三維激光掃描的操作步驟有哪些？答：第一步、選定目標第二步：掃描，生成點云第三步：擬合數據，統一坐標系第四步：剪裁，除去廢棄點第五步：三維建模三維激光掃描儀的種類有那些？從載體上分：航空、地面、手持、平臺按測程分：分為長，中，短型按原理分：結構光法，時間飛行法從體積上分：大，中，小型從精度上分：高，中，低型三維激光掃描儀運用了哪些技術？①激光技術②測距技術③普通光學④電子技⑤機械技術計算技術⑥數據庫技術圖⑦形學⑧材料技術⑨通訊技術⑩照相技術畫出三維激光掃描儀的結構示意圖。工作原理:三維激光掃描儀向目標發射激光脈沖，依次掃描被測區域，快速獲得地面景觀的三維坐標和反射光強，利用Cyclone3.0軟件進行三維建模，生成地面景觀的三維圖象和可量測點陣數據，最終轉化為多種輸出格式的圖形產品。激光（LASER）的特點：1）亮度高2）方向性好3）單色性好4）相干性好三維激光掃描儀系統構成①儀器頭②三腳架③網線④筆記本電腦⑤軟件⑥電源線⑦電源箱⑧反射目標球和貼片儀器的優勢：①批量獲取物體表面各點三維坐標②精確測定物體表面局部點坐標③忠實反映所測物體的外部形狀，對文物保護有重要意義④測量速度快捷，省時、省力應用領域：核電站，文物，考古，建筑業，航天，航空，船舶，軍事，石化，水利，能源，電力，交通，影視，教學，科研，公安，市政建設、…等。Cyra三維激光掃描系統構成及主要特點系統構成：Cyrax2500三維激光掃描儀、Cyclone3.0軟件、筆記本電腦、三腳架、電池和充電器、目標牌和電纜主要特點：①體積小、重量輕，操作簡單、裝拆便利。②具備良好的野外操作性能。③掃描范圍大、速度快、精度高。④快速建立三維景觀模型、圖形圖象數據一次獲取。儀器的輸出格式？直接輸出的格式AutoCADDXF格式，版本12到2000AutoCADDWG格式，版本12MicroStation數據格式（通過MicroStation或COE接入）ASCII格式點位數據流：PDS*Cyclone軟件交換格式COE、BMP、JPEG、IGES*、PDMS*、AutoPLANT*（*表示可選）間接輸出的格式PDS,通過DGN轉換（從MicroStation或COE接入）PDMS，通過DGN轉換（從MicroStation或COE接入或直接輸入）AutoPLANT，通過AutoCADDXF轉換儀器內部構造儀器內部結構是精密的機電結構，包括步進電機，傳感器，控制器等各個部分。光路，包括各種棱鏡、反射鏡等。激光發射頭、接收頭等、數碼相機、存儲器、微處理器、網絡配件等。PC系統最低要求（推薦）①處理器200MHz/奔騰500MHz/PII②RAM64MB256MB③硬盤2GB20GB④網卡以太網⑤視頻卡SVGA3D圖形加速⑥操作系統WindowsNT4.0WindowsNT4.0⑦顯示器800X600；256色1024X768；真彩色三維激光掃描儀的坐標計算公式推導。Cyrax三維激光儀內部有一個激光器，兩個旋轉軸異面且互相垂直的反光鏡。反光鏡由步進電機帶動旋轉，而激光器發射的窄束激光脈沖在反光鏡作用下，沿縱向和橫向依次掃過被測區域。激光脈沖被物體漫反射后，被三維激光掃描儀接收。測量每個激光脈沖從發出到返回所經過的時間，可以計算出儀器和物體間的距離S。同時測量每個激光脈沖與儀器固有坐標系X軸的夾角a，XOY面的夾角。，可以由公式：X=Scos。cosa；Y=Scos0sina；Z=Ssin0算出被測物體表面點的三維坐標。請在逆向工程、考古和文物保護、煉油廠管線測量和變形監測等工程中選擇一種，詳細說明三維激光掃描儀在該工程中的應用方法、數據獲取過程、數據處理方法、最終成果。變形監測方法1）測站地點要選擇在地面堅實、受變形影響小，且離變形體近（＜150m）的地方；2）布設專用標牌；3）初始掃描并內業處理；4）按照觀測要求，實施各期掃描并內業處理；5）提交數據和結論。數據獲取過程：提取變形信息（精度無區別）提取方法1在變形體表面安裝多個涂色的球形標志，根據顏色和形狀，可以從掃描點云中將球形標志分辨出來，用Cyclone軟件建立球模型并輸出球心坐標，通過比較各時段掃描數據中相同球心坐標變化來提取變形數據。提取方法2方法二：根據所有點云數據建立變形體的數字地面模型（DTM），讓所有時段的變形體模型的坐標系統一致，直接分析所有模型的變形。對于滑坡監測，可以采用數字高程模型（DEM）。DEM表示的是各坐標點處的高程。根據DEM提取變形信息由于不同時間段DEM并不完全相同，為了比較相同水平坐標點的高程變化，需要以初始掃描時建立的DEM數據作為參考，將后面的DEM進行內插計算。以該坐標相鄰點的高程加權平均值作為該點高程。最后比較相同點高程變化來分析變形。最終結果：變形結果輸出和顯示：提取出的地形變化可以用Matlab和CAD下自主開發的軟或表格、文本、斷面圖、曲線圖、三維變形曲面圖顯示變形數據等。對于參考點穩定性檢驗：如果一組公共點在兩周期測量之間內部沒有相對位移，盡管兩期測量計算坐標時所依據的參考系有變化而造成求得的坐標有視的變化，但這一組點間的相對幾何關系并沒有改變，我們把這樣一組點稱之為穩定點組，依據一組點間的幾何關系是否保持不變來判別這一組點是否可認為它們是相對穩定的：設第一期觀測成果中，各基準點在測站坐標下的坐標，第二觀測周期各點經轉換后的坐標，可得到各點在兩周期觀測時刻的坐標差。坐標差可得各測量點在兩觀測周期得到理論位移量變形位移值的計算參考點穩定性檢測結束后，以不同周期觀測的參考點坐標計算轉換參數，進行坐標系的轉換，從而獲得各個變形點的統一坐標系下的坐標，計算各期觀測坐標求差即可得到變形數據。變形觀測數據回歸分析(Matlab回歸分析)：在Matlab中采用多項式曲線擬合方法來實現兩個變量之間是這種非線形關系。函數Polyfit()根據一組給定的數據在最小平方意義下的擬合多項式的系數。P=polyfit(x,y,n),x,y是擬合數據量，n是返回多項式的階次。代碼：設置x為時間/月份，y為累計位移值，如果用3次多項式來擬合，p=polyfit(x,y,3)中的p為多項式的系數。先假設一組數，計算x=2時的值，執行polyval(p,2)，結果即為20，我們可以認為設定x,x=1:.1:12,即每隔0.1x取一次值。用plot即可將各點連成線，用xlabel等進行相關文字的標注。具體代碼如下：x=[123456789101112]y=[4.06.26.54.24.35.2.23.81.52.3.54.0]p=polyfit(x,y,3)x2=1:.1:12y2=polyval(p,x2)plot(x2,y2)xlabel('時間/月份'，'FontSize',8)ylabel(T/mm','FontSize',8)title('\it｛觀測點變形過程線｝')text(6,4,'修勻后的過程線\rightarrow','Horizontal