基于AutoCAD的三维激光扫描数据处理软件.pdf

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1、第2期矿山测量No．220l0年4月MINESURVEYINGApr．2010doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2010．02．030基于AutoCAD的三维激光扫描数据处理软件羌云娟，吴侃，蔡文婧(中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州221008)摘要：主要介绍了三维激光扫描仪的工作原理，弄l用三维激光扫描仪获得的数据，在AutoCAD平台上利用VBA语言开发三维激光扫描数据处理软件，完成了系统的总体设计与详细设计，并编程实现了系统中的功能。关键词：三维激光扫描仪；工作原理；总体设计；详细设计中图分类号：P20

2、9文献标识码：B文章编号：1001—358X(2010)02-0087—03科技的创新、不断涌现的新技术给人们的生2．1总体设计产、生活带来了巨大的变化，三维激光扫描技术就本次系统开发的目的主要是对三维激光扫描仪是这个信息时代的产物]。该技术作为快速获取获得的数据进行处理，在AutoCAD平台上开发三维空间数据的有效手段，能够直接反映客观事物实时激光扫描数据处理软件，并且根据用户的不同需求，的、动态变化的、真实的形态特性。但三维激光扫开发具有特色的数据处理软件。通过对系统进行功描仪本身的数据处理软件太昂贵，且需要配合软件能分解，来划分功

3、能模块。图1显示了软件的总体狗使用，而AutoCAD具有强大的图形功能和二次结构设计。开发性，因此，考虑在AutoCAD平台上开发三维激裂光扫描数据处理软件。在此软件的基础上，还可以读粗构根据某些特殊的要求与应用，形成具有特色的数据据处入差建生成等高线}__——■源--41,剔三处理软件。理数除_—■角绘制剖面图}_-软1三维激光扫描系统简介件据网—_，{计算表面积}__目前，大多数激光扫描仪所采用的工作方式是图1软件总体结构设计图2．2详细设计．2．2．1数据粗差剔除与点云拼接光光束的水平方向角度和垂直方向角度；由脉冲利用人机互动的方

4、法进行点云的粗差剔除，达激光发射到反射被接收的时间计算得到扫描点到仪到满意效果后再利用公共点进行点云拼接。在数据器的距离值．s：从获取扫描反射接收的激光强度，对处理前进行采样，使得采样后的点云是均匀分布的。扫描点进行颜色灰度的匹配。对于激光扫描仪而采出来的点云可基本做到均匀分布，从而保证了数言，采样的是系统局部坐标，扫描仪的内部为坐标原据质量的均匀分布。保存采样后所得的数据。2．2．2数字高程模型(DEM)的生成扫描仪扫描方向，z轴为垂向方向。扫描目标点P数字高程模型(DEM)的生成采用的是边扩展算的坐标计算公式如式(1)。法，构网的基

5、本步骤：X=Scos0coso~r(1)读人数据，将点号及三维坐标赋值给al1．{Y=Sc。s0sinc~(1)points数组，并将点逐个展在图形上。LZ=Ssin0(2)在点集中取一点A，然后寻找与它最近的一2基于AutoCAD的三维激光扫描数据处理软件系点B。连接AB，就得到了一条基边。统设计(3)在基边的左边点集中寻找与之组成的夹角最大的P点，生成第一个三角形。872矿山测2010年4月(4)以此三角形为起点，向四周扩展三角形构成3系统的实现三角网。．(5)存储所有三角形的边信息及三角形的邻接3．1软件的使用说明三角形号。本软件

6、是基于AutoCAD这个平台开发的，要运2．2．3等值线的生成行该软件，必须先安装AutoCAD。打开AutoCAD，选(1)确定等值线的范围。择“工具”菜单下的“宏”，单击“加载工程”。在弹出(2)等值点的追踪方法。的宏对话框中选择“createmenu”宏，单击“运行”。①定义数组，记录在追踪等值点的过程中的信(1)读入待处理的数据：单击“读入源数据”子息。菜单，将数据读人AutoCAD中。②追踪等值点。找到等值线通过的第一个三角(2)构建三角网：单击“构建三角网”子菜单。形，以该三角形的编号T1和第一个等值点所在边的三角网构建完成

7、的同时，主界面将显示读人的数据编号sl作为等值线追踪的起点位置。寻找与sl相点中最大的高程差，以便后面生成等高线。邻的另一个三角形NextT，作为下一个追踪三角形。(3)生成等高线：单击“生成等高线”子菜单，输再找与新等值点所在边相邻的另一个三角形，记为人合理的等间距，生成等高线。NextT，用同样的方法在NextT中内插下一个等值点。(4)绘制剖面图：单击“绘制剖面图”子菜单，当NextT等于Tl时，说明这条等值线是闭合曲AutoCAD上选取两点作为剖面线，输入缩放比例，选线，追踪结束；当新插值的边为边界边时，说明该等取剖面图的插入位

8、置，则剖面图绘制完成。值线是开曲线，且已追踪到三角网的边界，这时，从(5)表面积的计算：单击“计算表面积”子菜单，相反方向追踪等值点，直到遇到下一个边界边时，该则弹出一个小窗体，显示表面积的计算结果。条等值