重庆某大型桥梁工程三维激光扫描与逆向建模技术服务案例

基于三维激光扫描的桥面变形检测技术应用研究

17世纪初,望远镜的发明和应用对测量技术的发展起了很大的促进作用。1903年飞机的发明,促进了航空摄影测量技术的发展。1964年GPS投入使用,带来了测绘领域的一次技术革命。三维激光扫描技术是近十多年才发展起来的一项新兴测绘技术,已被誉为"继GPS技术之后,测绘领域又一次技术革命"。该技术能够高精度、快速、无接触获取实物点云数据,重建扫描实物的空间三维模型,是获取空间数据最有效率的手段。引入新兴技术往往能对行业发展起到促进作用。本文阐述了三维激光扫描技术的国内外研究与应用现状;分析了三维激光扫描技术的原理和误差理论;对比分析了三维激光扫描技术与传统测量方法的不同和优势。结合目前研究三维激光扫描技术应用于桥梁变形检测案例较少的实际情况和"桥梁面相学",本文进行基于三维激光扫描技术的桥梁变形检测应用研究。桥梁变形检测是运营期间维护桥梁正常使用必不可少的措施。传统的桥梁变形检测一般采用全站仪、水准仪等,相关的应用思路、方法和理论都已成熟,形成了相应的技术理论体系和行业规范标准。三维激光扫描技术作为一项新兴技术,具有具有独特的优势和功能,但将其广泛用于桥梁变形检测还有很长的路要走。主要表现为,关于三维激光扫描技术的研究大都集中在桥面扫描数据用于桥梁快速建筑建模,很少用于桥面变形检测分析,此外在精度方面的理论和试验研究也较少。本文通过理论研究和现场模拟试验,重点研究三维激光扫描技术用于桥梁桥面垂直变形检测的可行性。本文从应用角度入手,研究三维激光扫描的基本原理与方法,详细介绍了外业点云数据采集流程和内业点云数据处理流程。利用徕卡公司提供的Nova MS50三维激光扫描仪,完成桥面点云数据采集工作。进行了三种模拟变形量点云数据采集,及初始状态点云数据和实验完成后状态点云数据,总共获得五组试验数据。点云数据分析采用美国Geomagic公司出品的逆向工程校核软件Geomagic Qualify完成,两两对比试验数据,得到两组数据之间的模拟变形量值,并与理论值进行对比,发现三维激光扫描数据处理结果与理论值比较接近,说明将三维激光扫描技术用于桥梁变形检测具有一定的可行性。实验结果表明,高精度三维激光扫描仪在桥面平扫(天顶距85°~95°)工况下,能够反映出3mm以上的竖向挠度变形。这一精度基本可用于柔性桥梁的挠度观测,以及部分大跨径梁桥的荷载试验条件下的挠度观测。三维激光扫描技术用于桥梁变形检测具有一定的应用前景,对三维激光扫描技术用于生产实践具有一定参考价值和现实意义。

三维激光扫描技术在水利工程中的应用研究

三维激光扫描技术是近年来发展起来的一门新技术,其被誉为"继GPS技术以来测绘领域的又一次技术革命".它通过高速激光扫描测量的方法,大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标.该技术作为获取空间数据的有效手段,可以快速,精确,大量地采集空间点位信息,已在众多领域发挥着越来越重要的作用.目前在水利工程建设的斜坡稳定性研究,高陡边坡地质调查,水利枢纽的地形地貌的三维数据采集,输水,送电线路的选择,以及CAD设计与动画制作,虚拟现实技术的逆向建模,交通,医疗,古建筑修复和保护工程等方面的众多领域得到了广泛的应用.

基于三维激光扫描的桥面变形检测技术应用研究

17世纪初,望远镜的发明和应用对测量技术的发展起了很大的促进作用。1903年飞机的发明,促进了航空摄影测量技术的发展。1964年GPS投入使用,带来了测绘领域的一次技术革命。三维激光扫描技术是近十多年才发展起来的一项新兴测绘技术,已被誉为"继GPS技术之后,测绘领域又一次技术革命"。该技术能够高精度、快速、无接触获取实物点云数据,重建扫描实物的空间三维模型,是获取空间数据最有效率的手段。 引入新兴技术往往能对行业发展起到促进作用。本文阐述了三维激光扫描技术的国内外研究与应用现状;分析了三维激光扫描技术的原理和误差理论;对比分析了三维激光扫描技术与传统测量方法的不同和优势。结合目前研究三维激光扫描技术应用于桥梁变形检测案例较少的实际情况和"桥梁面相学",本文进行基于三维激光扫描技术的桥梁变形检测应用研究。 桥梁变形检测是运营期间维护桥梁正常使用必不可少的措施。传统的桥梁变形检测一般采用全站仪、水准仪等,相关的应用思路、方法和理论都已成熟,形成了相应的技术理论体系和行业规范标准。三维激光扫描技术作为一项新兴技术,具有具有独特的优势和功能,但将其广泛用于桥梁变形检测还有很长的路要走。主要表现为,关于三维激光扫描技术的研究大都集中在桥面扫描数据用于桥梁快速建筑建模,很少用于桥面变形检测分析,此外在精度方面的理论和试验研究也较少。本文通过理论研究和现场模拟试验,重点研究三维激光扫描技术用于桥梁桥面垂直变形检测的可行性。 本文从应用角度入手,研究三维激光扫描的基本原理与方法,详细介绍了外业点云数据采集流程和内业点云数据处理流程。利用徕卡公司提供的Nova MS50三维激光扫描仪,完成桥面点云数据采集工作。进行了三种模拟变形量点云数据采集,及初始状态点云数据和实验完成后状态点云数据,总共获得五组试验数据。点云数据分析采用美国Geomagic公司出品的逆向工程校核软件Geomagic Qualify完成,两两对比试验数据,得到两组数据之间的模拟变形量值,并与理论值进行对比,发现三维激光扫描数据处理结果与理论值比较接近,说明将三维激光扫描技术用于桥梁变形检测具有一定的可行性。 实验结果表明,高精度三维激光扫描仪在桥面平扫(天顶距85°~95°)工况下,能够反映出3mm以上的竖向挠度变形。这一精度基本可用于柔性桥梁的挠度观测,以及部分大跨径梁桥的荷载试验条件下的挠度观测。三维激光扫描技术用于桥梁变形检测具有一定的应用前景,对三维激光扫描技术用于生产实践具有一定参考价值和现实意义。

三维激光扫描技术在逆向工程中与BIM结合的应用探索

三维激光扫描技术是一种新兴的测绘技术,采用非接触的方式获取物体表面的三维点云数据,数据精准且操作便捷,在测绘行业中已经有着不可替代的作用.三维扫描在逆向工程中得到大量的推广应用,获取的点云数据与BIM相结合建立数据模型,实现逆向三维建模及重构技术,为项目在BIM模型上进行各类量测及分析工作.

激光扫描结合逆向工程技术建立粘结桥的三维有限元模型

目的:建立一套简便,低成本的口腔修复体及相关牙体,牙周组织,骨组织的三维有限元建模方法.方法:制作包括双侧基牙和修复体桥体的石膏模型,采用线激光扫描仪扫描石膏模型,在逆向工程CAD软件Geomagic 5.0中完成对扫描数据拼合,完成石膏模型的数字化过程,生成基础三维几何模型.在I-DEAS 10 NX Series软件和Geomagic中对基牙及修复体三维模型设计后,在Geomagic 5.0中,构建牙周组织及基牙对应区域牙槽骨结构,完成三维几何模型.在MSC.Marc Mentat 2003有限元分析软件中进行网格划分,并确定边界条件.将模型提交到Msc.Marc 2003,对模型进行试计算.结果:建立了右下第二前磨牙,右下第一磨牙玻璃纤维强化复合树脂粘结桥(GFRC—RBFPD)及相关组织的三维几何模型与三维有限元模型.模型分为4个部分:粘结桥,基牙,牙周膜,牙槽骨(区分了骨硬板,皮质骨,松质骨3部分结构).结论:基于三维激光扫描,逆向工程技术建立几何模型,利用有限元软件进行网格划分生成修复体及相关结构的三维有限元模型的方法是可行的,并极大的提高模型的几何相似性.

三维激光扫描和BIM逆向建模技术在既有建筑数字化中的应用

针对既有建筑数字化改造需求,结合三维激光扫描技术与建筑信息模型(BIM)逆向建模技术,提出一种协同应用技术路线,并以某数据中心建筑为例进行实际应用.通过架站式三维激光扫描获取毫米级精度的点云数据,结合竣工图纸构建初步BIM模型,利用TrimbleRealworks软件处理点云数据并修正模型差异.结果表明,该技术路线可有效解决老旧建筑因资料缺失和多次改造导致的数字化难题,构建的BIM模型能够实现几何信息与资产数据的深度融合,为既有建筑数字化改造及全生命周期管理提供可靠技术支撑.