激光测量技术在工程机械领域的应用研究综述

1、 激光测量技术在工程机械领域的应用研究综述 摘要：近年来，随着人们对计算机视觉技术与逆向工程技术研究的不断深入，基于激光测量技术的测绘方法和三维重建方法已经成为了各个行业学者研究的一大热点问题。本文对激光测量技术在工程机械领域的应用进行分析，以供参考。关键词：激光测量；工程机械；应用研究引言随着工业技术的飞速发展，以信息化结合多元学科下的测量技术也在不断地发展，人们对各种高精密产品和复合材料的检测评估的要求不断提高。材料检测方面常用的无损检测技术也随之不断地发展进步。新兴的激光检测技术更是以及其突出的优越性被广泛应用。1激光测量应用特点分析激光测量属于无损检测，无损检测技术主要有射线检测、激光

2、检测、渗透检测、磁粉检测、涡流检测等五大常规方式，是现代工业生产中必不可少的检测技术之一，在各个领域都有广泛的应用。其主要优点是可以在不改变被检测对象的状态和使用性能的前提下对其进行长距离检测，也可以对被测物的物理特性进行无损评价，是一种不可或缺的能保证生产质量和稳定的重要手段。不用进行接触测量，开发出运行快速，准确度高，而且具有能够忍受强干扰，体积小，重量轻的激光测距仪。激光测距仪作为一种不用进行接触测量仪器已被广泛用在遥感探测，精密测量，建筑安全，安全防卫监控，智慧控制等领域，覆盖了各种技术学科。2激光技术在轮轴收入中的应用2.1测量数据的取得线激光测量技术是由800个测量点组成一条线，然

3、后通过驱动轮对旋转，每一周采集2600条线，也就是在轮对踏面圆周方向上大约每间隔1mm测量一次，从而由这800个点和2600条线组成了一个测量面，这个测量面上的8002600个数据表征了轮对踏面各部位一周的技术参数。2.2踏面擦伤、剥离检出方案由于线激光测量技术提供了踏面一周的数据，利用这些数据可以检出并判断踏面擦伤、剥离故障。理论上以圆周半径的平均值为基准，如果出现一片连续区域的点半径均低于平均值，系统判定为踏面在此处凹入。如果凹入部分及边缘数据特点是渐进连续的，可判定为踏面擦伤故障;如果凹入部分在某边缘处的数据出现了跳动和突变，可判定为踏面剥离故障。2.3轴承标志板表面激光预处理轴承标志板

4、主要记载了轴承的各种装用及造修信息，是轴承检修及组装选配的重要依据。由于车辆露天运行过程中环境复杂，轴承标志板锈污比较严重，在进行人工抄录核对时信息难以辨别确认，必须通过砂纸打磨除去锈斑、污渍。系统采用激光清污的方式来清除标志板表面污渍，效率高、效果好。为解决不同型号轮轴轴端标志板与激光除污机构横向距离不一致造成清污效果差别较大问题，增加了激光测距装置，用它控制移动滑台实现距离的自动调整对焦，除污效果良好。3地面三维激光扫描技术在工程测量中的实际应用3.1地面三维激光扫描技术的优点测量误差较小。地面三维激光扫描技术与以往的人工测量方法相比，具有测量误差小的优点。在使用传统的测量工具时，由于一些

5、人为因素，测量的实际数据会存在或多或少的误差，有悖于工程的设计。但是通过地面三维激光扫描技术进行测量，全程实现全自动化，在测量仪器和测量区域对应好之后，就能自动完成数据的测量，减少了人为因素的影响，可以将测量数据的误差降至最低。3.2数据采集过程安全可靠在路桥工程项目中，由于车辆来来往往，存在较大的危险性，因此传统的测量方式会对测量人员的人身安全造成一定的威胁，但同时测量人员在测量的过程中不能只关注身边来往的车辆，还需要关注观察测量的数据的完整性和准确度。由此可见，以往的测量方法存在着较大的弊端，但是通过地面三维激光扫描技术的应用，则不需要人工进行实际操作，只需要制定好相关的程序，该技术设备就

6、会自动对扫描区域进行扫描分析，并将数据上传。3.3在区域土方量测量中的应用在对区域的土方量进行测量时，测量人员可根据地势的要求，妥善安置地面三维激光扫描设备，使其处于一种可以对需要测量区域完全测量的状态，这样可以提高整体的测量效率，不仅能测量出准确的数据，还能合理地分担测量人员的工作量。3.4在建筑测量中的应用当今城市迅速发展，很多建筑物需要翻修，古建筑需要修补，在这样的工程中，对测量的数据要求也就会更高，一旦数据有误，就很容易导致建筑物与设计图纸的规划不一致。传统的测量数据在精密度上存在一定的误差，需要通过多次测量和调整，减少图纸和实际测量的误差，尤其是在对古建筑的修补上，大部分建筑物由于建

7、设年代久远，结构发生了严重的变化，采用常规的测量方式很难获取准确的数据，影响了建筑物的修复。而地面三维激光扫描技术的精确度较高，能够很好地辅助完成建筑的翻修或修补。4激光测量技术的具体应用4.1隧道测量隧道下的土层长久地受到载荷作用，容易产生不均匀沉降和局部变形。为了能够精确地获得隧道的变形量，通常是利用监测元件通过人工布点的方式建立监测网进而完成测量，整个工作过程十分繁琐。为了提高测量效率，可以采用车载激光雷达对隧道断面进行连续扫描，建立整个隧道的三维立体模型，再对比分析实际数据与设计数据的误差，从而获得隧道的形变信息。激光测量技术不仅能够精确监控隧道变形，对灾害进行预警，而且降低了工人们进

8、行施工和勘察的难度，提高了测量的便利性和可靠性。4.2数字城市测量在经济全球化和信息技术飞速发展的激励下，数字城市的建设已经成为炙手可热的话题，诸多新兴技术如大数据、物联网、云计算等技术的出现推动了数字城市建设向智慧城市建设迈进。数字城市的建设离不开地理信息系统、全球卫星系统以及工程测量等技术，而激光测量技术是数字城市建设中不可或缺的关键技术之一。车载激光测量系统搭载着三维激光雷达对城市道路、桥梁、人行道以及建筑物等进行扫描，同时与摄像机结合，采集城市的三维信息数据以及实景数据，利用三维建模软件完成模型构建，进一步实现了地理信息数据查询等功能，为城市的优化管理提供了技术支撑。4.3电信系统与森

9、林管理我国电力与通信系统的输电塔与通信塔大多数都处于地形比较复杂的山区或者田地等地方，想要实现对输电塔与通信塔的日常巡查与监测需要人工定点检查，十分耗费人力物力，技术人员的工作效率也相对低下。激光雷达与无人机和摄像机的组合则完美地解决了这一问题，通过采集电力塔与通信塔的3d信息数据，可以实时地得到其精确的结构参数，通过观察分析结构参数判断其是否产生破损和断裂，高效地完成了日常巡检工作。对于森林管理方面，激光测量系统同样也可以获得森林的实时环境信息，方便对森林进行管理，实时监测森林的林木信息，有效防范非法伐木等行为。结束语激光检测技术的发展研究是为了实际应用，必然会进行工业化生产。而任何一种产品想进行工业化都要很经济，造价太高也难以实现。在此通过对现有主要的激光检测方法与方式进行总结分析，在明确其各类技术应用的技术上，总结得到其各类方法应用的局限性，为后相关技术的开发与实践奠定基础。参考文献1杨彦军，三维激光扫描技术在矿山测量中的应用j.中国金属通报,2019(12):149+151.2李房云,吴军良.激光测量技术的保洁机器人智能控制器研究j.激光杂志