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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- PDA野外激光測距儀體積測算系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 激光測距儀體積測算系統(tǒng)是用來在野外直接測量實(shí)體特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)，由于激光測距儀不具備記錄數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的功能，在PDA上開發(fā)專用的自動(dòng)化數(shù)據(jù)記錄與計(jì)算程序模塊，可實(shí)現(xiàn)野外動(dòng)態(tài)采集數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)計(jì)算。將激光測距儀實(shí)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，即可計(jì)算出測點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并自動(dòng)記錄在PDA下。由實(shí)測的三維坐標(biāo)自動(dòng)構(gòu)建TIN與實(shí)體表面更加密切，提高精度。
- 詳細(xì)介紹：
- 激光測距儀體積測算系統(tǒng)是用來在野外直接測量實(shí)體特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)，由于激光測距儀不具備記錄數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的功能，所以本作品在VS2008下開發(fā)了PDA（掌上電腦）與激光儀無線通信的程序模塊，實(shí)現(xiàn)二者的無線連接，并在PDA上開發(fā)專用的自動(dòng)化數(shù)據(jù)記錄與計(jì)算程序模塊，可實(shí)現(xiàn)野外動(dòng)態(tài)采集數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)計(jì)算。將激光測距儀實(shí)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，即可計(jì)算出測點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并自動(dòng)記錄在PDA下。由實(shí)測的三維坐標(biāo)自動(dòng)構(gòu)建TIN與實(shí)體表面更加密切，提高精度。對于復(fù)雜形體，經(jīng)過實(shí)測兩期數(shù)據(jù)構(gòu)造三角網(wǎng)可計(jì)算其體積。 該作品具有體積小、重量輕，可連續(xù)工作4－6小時(shí)，操作簡單、一個(gè)人即可完成操作進(jìn)行實(shí)測即算。 本作品可以在工程建設(shè)中得到應(yīng)用，如采礦工程、礦產(chǎn)資源開發(fā)、建筑工程、水利工程、道路工程等領(lǐng)域行業(yè)中應(yīng)用。應(yīng)用本作品只需一個(gè)人可快速精確實(shí)時(shí)完成土方體積與重量的測算。與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合不僅提高工作效率而且節(jié)約經(jīng)費(fèi)創(chuàng)造效益。 Contour XLRi采用最新激光技術(shù)，小巧、輕便、使用方便，可準(zhǔn)確測量目標(biāo)距離。有惡劣天氣工作模式保證儀器在雨、雪、霧、沙塵暴天氣條件下仍可可靠工作。儀器配備HUD顯示器，可邊瞄準(zhǔn)邊測量。最大測量距離1850米，精度0.1米。Contour XLRi具有360度傾角傳感器。有六種工作模式，分別是距離、角度、水平距離、垂直距離、方位角。有串行口、藍(lán)牙，可通過計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)記錄器記錄數(shù)據(jù)。 Contour顯示屏小，操作不便、無法記錄數(shù)據(jù)、無法進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算。所以本作品在PDA上開發(fā)Contour的記錄與計(jì)算程序，將Contour與PDA各自的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，操作人員只需使用Contour瞄準(zhǔn)特征點(diǎn)，扣動(dòng)測量健，數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)記錄在PDA下，有了數(shù)據(jù)在PDA下點(diǎn)擊相應(yīng)的計(jì)算功能，實(shí)現(xiàn)即測即算。 因?yàn)镻DA的計(jì)算速度和內(nèi)存的限制，當(dāng)遇到計(jì)算精度要求高，要求模型準(zhǔn)確時(shí)，這時(shí)不適宜在PDA下計(jì)算，需要將PDA采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)入PC來完成更高精度的計(jì)算與模型的建立。為此本作品借助CAD強(qiáng)大的作圖能力，還開了CAD下的土方精算模塊，
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 土方量的實(shí)測與計(jì)算是工程建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，優(yōu)其是在貴重礦產(chǎn)資源的開發(fā)和管理上，對方量計(jì)算要求越來越精確，有時(shí)需要即測即算，本作品結(jié)合PDA（掌上電腦）與激光測距儀各自的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)土方量即測即算，如果測點(diǎn)數(shù)量多，同時(shí)要求體積計(jì)算精度高，可將PDA記錄的三維坐標(biāo)導(dǎo)入PC系統(tǒng)下，在AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)建立更符合實(shí)際的模型完成計(jì)算。 在PDA開發(fā)與測距儀通信模塊、由激光儀實(shí)測數(shù)據(jù)，PDA自動(dòng)獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理記錄測點(diǎn)的三維坐標(biāo)、測量完成后建立實(shí)體模型完成體積的計(jì)算。體積計(jì)算原理是根據(jù)測點(diǎn)三維坐標(biāo)構(gòu)建堆積物表面的TIN（不規(guī)則三角網(wǎng)）將三角形的三個(gè)頂點(diǎn)投影到設(shè)計(jì)高程面上形成三棱柱完成體積的計(jì)算，對于復(fù)雜形體的體積，模型的建立方法主要是采用兩期觀測數(shù)據(jù)相互內(nèi)插點(diǎn)位的高程從而建立兩期疊加三角網(wǎng)，給出了由三角形形成的三棱柱計(jì)算體積的方法，該方法體積計(jì)算原理簡便而且精度高。 作品的創(chuàng)新點(diǎn)：通過本作品實(shí)測實(shí)體表面特征點(diǎn)，實(shí)時(shí)構(gòu)建覆蓋實(shí)體的TIN模型，形成三棱柱精算其體積，優(yōu)化算法在PDA上開發(fā)計(jì)算程序，實(shí)現(xiàn)即測即算，使用本作品一個(gè)即可完成野外體積測算，工作效率高，操作簡單方便。 關(guān)鍵技術(shù)：在PDA開發(fā)通信模塊與Contour通信，優(yōu)化算法在PDA上構(gòu)建表面TIN，形成三棱柱實(shí)現(xiàn)體積精算。 技術(shù)指標(biāo)：一次能采集5000多個(gè)點(diǎn)，即測即算，單人操作。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 在PDA上開發(fā)與激光儀無線通信的程序模塊，實(shí)現(xiàn)二者的無線連接，并在PDA上開發(fā)專用的自動(dòng)化數(shù)據(jù)記錄與計(jì)算程序模塊，可實(shí)現(xiàn)野外動(dòng)態(tài)采集數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)計(jì)算。將激光測距儀實(shí)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，即可計(jì)算出測點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并自動(dòng)記錄在PDA下。由實(shí)測的三維坐標(biāo)自動(dòng)構(gòu)建TIN與實(shí)體表更加密切，提高精度。對于復(fù)雜形體，經(jīng)過實(shí)測兩期三角網(wǎng)可計(jì)算其體積。 該作品具有體積小、重量輕，可連續(xù)工作4－6小時(shí)，操作簡單、一個(gè)人即可完成操作實(shí)測即算。 目前用于體積量測需要在PC上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，而且用于掃描形體的設(shè)備費(fèi)用高，操作不便，如果用全站儀到野外測數(shù)據(jù)，再回到室內(nèi)處理數(shù)據(jù)，Contour與全站儀相比具有操作簡單，攜帶方便，同時(shí)也能測角測邊，在PDA上立即顯示出測點(diǎn)的三維坐標(biāo)，其不足是沒有全站儀的精度高，不過Contour的三維坐標(biāo)完全能夠滿足計(jì)算體積的要求。 PDA與Contour相結(jié)合能實(shí)現(xiàn)一人完成形體體積即測即算，其特點(diǎn)是操作簡單，即測即算、費(fèi)用低，效率高，計(jì)算精度滿足要求。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 生產(chǎn)應(yīng)用階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 非專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓，經(jīng)本作品的所有權(quán)人同意方可使用本作品。
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場展示，圖片展示，作品使用說明
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 該作品將Counter 設(shè)備強(qiáng)大的測距、測角功能與PDA無線連接，在PDA運(yùn)用VS2008平臺(tái)開發(fā)通信、記錄、計(jì)算系統(tǒng)完成野外即測即算具有實(shí)現(xiàn)意義，作品運(yùn)用TIN模型構(gòu)建形態(tài)的三維模型適用于多種地形場合，其計(jì)算精度相比傳統(tǒng)的方法的高。本作品可以在工程建設(shè)中得到應(yīng)用，如采礦工程、礦產(chǎn)資源開發(fā)、建筑工程、水利工程、道路工程等領(lǐng)域行業(yè)中應(yīng)用。應(yīng)用本作品只需一個(gè)人可快速精確實(shí)時(shí)完成土方體積與重量的測算。與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合不僅提高工作效率而且節(jié)約經(jīng)費(fèi)創(chuàng)造效益。作品具有操作簡單、成本低廉、攜帶方便、作業(yè)時(shí)間長、即測即算優(yōu)點(diǎn)，因此具有很好的應(yīng)用推廣前景。
同類課題研究水平概述
- 傳統(tǒng)的土方量計(jì)算方法有許多種，常用的有：斷面法、方格網(wǎng)法、散點(diǎn)法。斷面法主要適用于山地及高差比較大的地形，也是土方計(jì)算的主要方法；方格網(wǎng)法主要適用于平坦地區(qū)及高差不太大的地形;散點(diǎn)法適用于地形雖有起伏，但變化比較均勻，不太復(fù)雜的地形，幾種方法均有各自的適用條件和特點(diǎn)，但精度均不高。 目前，隨著計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代測量技術(shù)及地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，有很多學(xué)者應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算土方量。運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段，可以準(zhǔn)確測出項(xiàng)目區(qū)主要地形特征點(diǎn)的高程，為運(yùn)用GIS技術(shù)提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。土方量計(jì)算與設(shè)計(jì)是工程建設(shè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，為此多數(shù)軟件將土方計(jì)算作為一個(gè)單一的模塊設(shè)計(jì)，如ERDAS IMAGE遙感圖像軟件來計(jì)算土方量，ArcGIS，中地公司的MapGIS及南方的CASS等。但這些軟件其它功能在工程建設(shè)中幾乎用不到，為此，國內(nèi)外一些公司已經(jīng)開發(fā)了一些比較成熟專用的土方量專用計(jì)算軟件，如杭州家園科技有限公司開發(fā)的HTCAH軟件、PIZER Incorparated發(fā)行的EARTH的土方工程挖方、填方計(jì)算軟件，Many Areas是一個(gè)快速計(jì)算體積的土木工程軟件工具。但這些軟件都是運(yùn)行在PC系統(tǒng)下，而且不能實(shí)現(xiàn)即測即算，其操作不便，價(jià)格不菲。有時(shí)在野外工程技術(shù)人員需要即時(shí)測算出實(shí)體的體積，該作品正好能滿足其需求。
