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[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
蔡泽宇 陈满 杨腾祥 金诚谦
[目的]本文旨在分析不同的三维(3D)点云密度对刮板面积大小的谷物容积测量精度的影响,获得谷物小体积测量时的最佳点云密度。[方法]在实验室条件下利用线激光传感器设计基于激光三角法的谷物容积测量装置。利用LabVIEW软件编程,实现电机的运动控制、相机中图像的采集和处理、谷物表面点云的三维坐标提取、数据存储、谷物的容积计算和三维点云的可视化等功能,重点解决激光中心线的坐标提取和点云的插值处理,并在测量系统性能验证的基础上,综合分析14种点云密度下谷物点云的数量、容积测量的平均相对误差和最大相对误差,获得稻谷的最佳点云密度。[结果]系统的性能验证中,利用装置对小麦质量进行测量,测量结果的平均相对误差为0.44%,最小相对误差为0.28%。综合考虑点云的数量、谷物容积测量的准确度和稳定性,认为用于稻谷容积测量的三维点云的最佳点云密度为11 mm×11 mm。[结论]通过激光三角法可以准确测量谷物质量,并获得刮板面积大小的谷物容积的最佳点云密度。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘士兴 朱妍 宋亚杰 孙操
为了改善光电子技术、数字图像处理等3D打印相关技术课程的实践教学效果,设计了基于激光三角法的三维轮廓测量系统。采用单片机作为主控制器,步进电机驱动旋转靶台使待测物体做360°旋转,工业相机采集线激光器照射到被测物体的反射光,对图像进行二值化和滤波预处理、极值法提取激光线中心、点云坐标计算等处理后获取被测物体三维轮廓信息。实验结果表明,该系统能够准确获取被测物体三维轮廓,测量误差小于±0.5mm。
[期刊] 林业科学
[作者]
郭秀荣 陆怀民 杜丹丰
提出一种基于激光扫描的林木材积测定技术,该技术利用几何方法处理扫描获得的三维点云数据,并采用VC++和Matlab语言编程,可以快速、准确地计算林木材积。试验证明,林木材积平均误差小于3%。如对多株林木进行扫描,可最终实现森林蓄积量测定的自动化,从而节约大量人力物力。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
熊妮娜 王佳 罗旭 冯仲科 韩光瞬
树冠体积在林业及其他领域得到越来越广泛的应用.该文介绍了三维激光扫描系统的组成、工作原理及工作流程;探讨了应用三维激光扫描系统,通过扫描获取单株树木的三维空间点阵数据,将树冠近似为多个圆台体,求它们的体积之和来计算树冠体积的方法.并在甘肃省小陇山林业局党川林场以油松为例进行了实验,而后对实测数据进行了精度分析,取得了较为满意的结果.研究表明,利用三维激光扫描系统测量树冠体积具有较强的实践意义和应用价值.
[期刊] 水产学报
[作者]
李文娟 施志仪 郝莹莹 叶显峰
为了探讨淡水贝类Ca2+吸收和转运信号传递机理,采用激光共聚焦技术研究了三角帆蚌不同组织细胞在静息状态下细胞内游离Ca2+浓度,以及水体Ca2+浓度对外套膜组织细胞内钙沉积的影响。试验选取10只健康的三角帆蚌,分别获得外套膜外膜、内膜、斧足、腮及内脏团上表皮组织细胞,短期培养后用Fluo-3/AM荧光探针孵育细胞1 h,观察细胞内Ca2+荧光强度。研究结果表明,蚌不同组织细胞内Ca2+荧光强度存在显著差异,外套膜外膜细胞内Ca2+荧光强度最高,内脏团上表皮细胞的最低(P<0.05);育珠三角帆蚌在相同Ca2+浓度的孵育水平下,外套膜细胞内Ca2+荧光强度比非育珠蚌都有增加的趋势,其中在1.25...
[期刊] 林业科学
[作者]
尤磊 哈登龙 谢明坤 张晓鹏 宋新宇 庞勇 唐守正
【目的】利用地面三维激光扫描仪获取的单木树干点云,提出一种基于断面轮廓曲线的树干材积计算方法,为准确测定单木树干材积提供参考。【方法】首先,将树干点云按设定高度thick划分为若干等高垂直分段,对于一个垂直分段,将其树干点云投影至下断面得到一个平面点集,以该点集凸包点形成闭合凸多边形的质心为中心点,以角度参数θ对该平面点集角度分区,一个角度分区中所有点的重心点为该角度分区的轮廓点,根据角度分区在上下垂直分段上的相邻性和连续性修复无轮廓点的角度分区;然后,以当前垂直分段所有角度分区的轮廓点为插值点,构建一条闭合连续光滑的三次B样条曲线(称之为垂直分段的断面轮廓曲线),该曲线所围面积为断面积,断面积与高度thick之积为垂直分段体积,所有垂直分段体积累加得到树干材积。分别以可准确计算体积的圆柱体、圆台体和抛物线体的模拟点云与地面三维激光扫描仪获取的来自7个树种183个长度为1 m的树干点云为实测数据,开展模拟试验和实测试验。【结果】模拟试验结果表明,对于圆台体和抛物线体的体积计算,断面轮廓曲线法在合适的thick与θ参数下计算精度高于拟合圆、拟合圆柱体和Bézier凸曲线法的计算精度。实测试验结果表明,与断面轮廓曲线法计算的材积(thick=2 cm,θ=2°)相比,拟合圆、拟合圆柱体和Bézier凸曲线法计算材积的平均绝对百分比误差(MAPE)分别为064%、43365 cm~3和054%,均方根误差(RMSE)分别为063%、42906 cm~3和053%,总相对误差(TRE)分别为1188%、3 36136 cm~3和951%。【结论】断面轮廓曲线法计算的树干断面积和材积最为精确,传统以横断面是圆为理论计算的树干断面积和材积均大于其真值。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
牛智有 沈柏胜 路开新 徐志杰 江善晨 刘静 刘梅英
为提高仓内原料储料量测量自动化和智能化水平，设计了一种基于二维激光雷达扫描的储料量测量装置与系统。本系统采用RPLIDAR S1型二维激光雷达扫描获取不同储料量物料的原始点云数据，通过坐标变换、重叠点提取、滤波、分割等方法对原始点云进行预处理，采用贪婪投影三角化算法将预处理后的点云进行三维重建，获得仓内原料的三维模型，结合物料三维模型和物料的容重获得仓内原料的储料量，从而实现储料量的自动测量。以玉米为试验对象，测量小型储料塔内玉米储料量并对玉米不同储料量进行扫描测量，验证模型的准确性。结果显示：测量结果的平均绝对误差为8.05 kg，平均相对误差为1.52%。结果表明，基于二维激光雷达扫描的储料量测量方法是可行的，具有较好的稳定性和测量精度，能够满足生产实际需求。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
邓向瑞 冯仲科 马钦彦 姚山 罗旭
该文提出了一种测定疏林立木材积的新方法,即利用三维激光扫描系统测量立木材积并建立材积表.采用该方法在标准地内按径阶对立木进行三维扫描,可以获取基本测树因子(包括立木的胸径、树高、冠幅)和三维立木模型,由Cyclone扫描软件可以计算立木材积.由扫描获取的立木胸径和树高能够回归建立二元立木材积方程.为检验扫描获取的基本测树因子的精度以及材积方程的适用程度,将扫描后的立木伐倒,并采用区分求积法实测材积.对比扫描数据和实测数据,扫描获取的基本测树因子和扫描材积均满足精度要求,说明这种新方法能够用于森林资源调查和建立立木材积表.
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
冯仲科 隋宏大 邓向瑞 臧淑英
树木高度的测量工作是林业生产、科研、教学和森林调查的一项重要工作,是评价立地质量和林木生长状况的重要依据.该文介绍了三角高程测定树高的方法,说明了测量原理及测量过程,推导出三角高程测量树高的通用公式,并根据林区的地势和地形条件的不同,提出相应的水平距离的测定方法,通过对实验数据进行分析阐明三角高程测量树高的精度.得出结论:三角高程测量树高的方法精度可以满足林业上测树的精度要求,而且该方法简单、方便、实用,值得在森林调查中广泛应用.
关键词：
三角高程 树高测量 精度分析
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
邹林儿 张泽 傅继武
针对非线性光学课程教学内容,结合科研工作,搭建设计了激光Z扫描技术用于测量光学材料的光学非线性系数的综合性专业实验教学,介绍了Z扫描技术原理,描述实验搭建的要点,以及结合实例进行实验测量和结果分析。该实验有利于启发学生创新性思维和培养学生综合运用知识进行科学研究能力,产生良好的实验教学效果。
关键词：
激光Z扫描技术 光学非线性 实验教学
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
吕小宁 刘晓丽 段云岭 汤志立
实际的激光测量中往往无法综合考虑激光测量参数的影响,导致激光测量参数设计不合理,测量数据质量不高。该文基于激光测量参数的影响特点,综合考虑多个影响因素,建立了激光测量参数的控制标准和地下能源储库测量参数设计模型,并对具体的测量参数进行了流程设计。结合实际的地下能源储库的工程参数及工程要求,实现了固定式和移动式激光测量方法的测量模拟和参数设计,并采用设计的测量参数进行了地下能源储库的激光测量,得到了较高质量的测量数据。结果表明:激光测量模拟与参数设计方法是一种有效地满足复杂工程应用和测量要求的参数优化设计工
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
刘睿 刘婷 董润茹 李治 朱德海 苏伟
为探索地基激光雷达数据在植物真实三维建模上的应用,研究基于MeshLab软件的三维Alpha-Shape算法和移动立方体算法进行玉米植株三维真实模型的重建。三维Alpha-Shape算法基于离散激光雷达点云构建Delaunay三角网,通过Alpha值的设置判断各单纯形是否保留,完成玉米植株三维重建。移动立方体算法则通过查找每个体素与等值面相交的交面,所有交面连在一起即为所求的等值面。Alpha值分别设置为0.006 290、0.012 638、0.018 635,采用Alpha-Shape算法进行单株玉米三维重建,试验结果表明:当Alpha值设置较小时,对玉米叶片、茎秆等细节信息表达的比较精细...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
冯仲科 罗旭 马钦彦 郝星耀 陈晓雪 赵利果
林业中对树冠进行准确量测一直都难以实现,对树冠体积、表面积的估测也多是将树冠近似为规则几何体,所得到的数据偏差较大,使与树冠相关的一些研究受到限制.该文将三维激光扫描成像系统运用于立木测量,建立立木三维模型,通过对模型进行量测获取包括树冠体积、表面积等各种测树因子.以此为基础,运用非线性回归方法建立树冠体积、表面积回归方程,相关系数都在0.95左右.利用树冠体积、表面积回归模型,可以用传统林业调查数据推算树冠的体积表面积,可以使与树冠相关的估测、研究得到较好的结果.同时该文将树冠因子引入生物量模型,建立包含树冠体积、表面积的生物量模型,获得了较传统CAR模型更好的效果,可作为生物量估测的基本模...
关键词：
三维激光扫描成像系统 树冠 生物量
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
任宏亮 徐鹏盛 卢瑾 陈浩 彭宏 周守利 张江鑫
为实现高精度测温，该文搭建了基于GaN微环谐振腔光芯片的温度测量实验装置，该装置通过可调谐DFB激光器结合光电探测器采集透射光谱传感信号，检测谐振波长变化实现温度测量。为确保测量精度，在DFB激光器上加载直流偏置电压，同时外加一定幅度的交流电压实现其波长调谐，并通过温度反馈控制模块保持激光器温度恒定，以避免温度引起激光器波长漂移。为精确验证温度测量效果，实验中通过温度控制模块精确调控芯片的温度。结果表明在20.0～24.5℃时测温灵敏度为37.29 pm/℃，该方法可降低微腔传感系统造价，促进微环谐振腔测温的实际应用。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
史蒲娟 翟瑞芳 常婷婷 彭辉 林承达 罗俊
分别采用单目视觉和激光扫描技术对2个油菜品种中双6号和华油杂62号的植株进行三维重建,并在重建模型上完成了对株高、叶柄长、叶片长度和叶片面积等4个株型参数的测量。结果表明:使用单目视觉和激光扫描技术的重建结果均能真实地表现油菜植株的整体形态,叶片间无遮挡的中双6号油菜植株效果更好,测量误差在2.00%以内;形态复杂叶片间部分遮挡的华油杂62号油菜植株测量误差在3.00%以内。模型重建试验表明,利用单目视觉和激光扫描技术能够完成复杂植株的模型重建,并实现部分株型参数的测量,可以为作物的遗传育种提供数据支持。
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