水下微地貌三维激光地形仪研制-论文.pdf

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1、第31卷第1期海洋工程Vo1．31No．12013年1月THE0CEANENGINEERINGJan．2013文章编号：1005-9865(2013)01-0084-06水下微地貌三维激光地形仪研制丁忠军，李玉伟，徐松森，李珊珊(1．青岛科技大学自动化学院，山东青岛266061；2．国家深海基地管理中心，山东青岛266061；3．中石化胜利石油管理局钻井工艺研究院，山东东营257017；4．青岛远海海上测控科技有限公司，山东青岛266061)摘要：为了高精度获取泥沙冲淤引起的地貌变化，提升滩海工程物理模拟实验研究水平，将激光三角反射原理应用

2、于水下地形测量，基于该原理研制了微地貌三维激光地形仪。重点介绍激光三角反射原理、地形仪的组成、水下误差分析及校正。在结构设计方面，采用两轴系垂直的二维平面结构布局，利用两台伺服电机组成二维运动控制系统，通过丝杠传动带动探头实现扫描区域全覆盖，激光测量装置安装在探头上并获取高程数据，利用总线传输技术进行信号采集。在软件设计方面，基于虚拟仪器软件LABVIEW开发了三维激光测量仪测控软件。实验测试表明，该地形仪实现高精度设计要求。关键词：水下微地貌；三维激光地形仪；地形测量；信号采集中图分类号：TP132．413文献标识码：ADevelopme

3、ntofthree—dimensionalterrainapparatusbasedonlasertestingforunderwatermicroreliefDINGZhong．jun。，，LIYu．wei，XUSong—sen。，LIShan．shan(1．CollegeofAutomationEngineering，QingdaoUniversityofScience&Technology，Qingdao266061，China；2．NationalCentreforDeep—SeaBaseManagement，Qingdno2660

4、61，China；3．InstituteofDrillingTechnologyResearch，ShengliOilfieldAdministrativeBureau，Dongying257017，China；4．MarineMeasurementandControlTechnologyCo．，Ltd．，Qingdao266061，China)Abstract：Inordertoobtainhighprecisionlandscapechangescausedbyerosionanddepositiontoenhancethebeachs

5、ealevelengi-neeringphysicssimulationstudy，thereflectionprincipleoflasertriangulationisusedinunderwatertopographymeasurement，andathree—dimensionalterrainapparatusisdevelopedbasedonlasertestingforunderwatergeomorphologybasedontheprinciple．There—flectionprincipleoflasertriang

6、ulation，topographyinstrumentcomponents，underwatererr0ranalysisandcorrectionareintroduced．Forthehardware，instructuraldesign，atwo-dimensionalplaneperpendiculartotheshaftstructureandlayoutisadopted，atwo·dimension—alservomotormotioncontrolsystemisused，ascrew—drivenprobeisappli

7、edtoachievefullcoverageofthescanningarea，alasermeasuringdeviceisinstalledintheprobetoobtainelevationdata，andbustransmissiontechnologyisappliedforsignalacquisition．Forthesoftware，software—basedvirtualinstrumentLabviewisusedtodevelopthree-dimensionallaserme~uringinstrumentco

8、ntrolsoftware．Experimentaltestsshowthatthetopographyinstrumentmeetshigh—precisiondesignre