基本信息
- 項目名稱：
- 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體特征點的三維坐標，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)專用的自動化數(shù)據(jù)記錄與計算程序模塊，可實現(xiàn)野外動態(tài)采集數(shù)據(jù)，實時計算。將激光測距儀實測的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，即可計算出測點的三維坐標，并自動記錄在PDA下。由實測的三維坐標自動構(gòu)建TIN與實體表面更加密切，提高精度。
- 詳細介紹：
- 激光測距儀體積測算系統(tǒng)是用來在野外直接測量實體特征點的三維坐標，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，實現(xiàn)二者的無線連接，并在PDA上開發(fā)專用的自動化數(shù)據(jù)記錄與計算程序模塊，可實現(xiàn)野外動態(tài)采集數(shù)據(jù)，實時計算。將激光測距儀實測的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，即可計算出測點的三維坐標，并自動記錄在PDA下。由實測的三維坐標自動構(gòu)建TIN與實體表面更加密切，提高精度。對于復(fù)雜形體，經(jīng)過實測兩期數(shù)據(jù)構(gòu)造三角網(wǎng)可計算其體積。 該作品具有體積小、重量輕，可連續(xù)工作4－6小時，操作簡單、一個人即可完成操作進行實測即算。 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)用本作品只需一個人可快速精確實時完成土方體積與重量的測算。與生產(chǎn)實踐相結(jié)合不僅提高工作效率而且節(jié)約經(jīng)費創(chuàng)造效益。 Contour XLRi采用最新激光技術(shù)，小巧、輕便、使用方便，可準確測量目標距離。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、藍牙，可通過計算機或數(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)、無法進行復(fù)雜計算。所以本作品在PDA上開發(fā)Contour的記錄與計算程序，將Contour與PDA各自的優(yōu)點相結(jié)合，操作人員只需使用Contour瞄準特征點，扣動測量健，數(shù)據(jù)會自動記錄在PDA下，有了數(shù)據(jù)在PDA下點擊相應(yīng)的計算功能，實現(xiàn)即測即算。 因為PDA的計算速度和內(nèi)存的限制，當遇到計算精度要求高，要求模型準確時，這時不適宜在PDA下計算，需要將PDA采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)入PC來完成更高精度的計算與模型的建立。為此本作品借助CAD強大的作圖能力，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、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 土方量的實測與計算是工程建設(shè)的一項重要內(nèi)容，優(yōu)其是在貴重礦產(chǎn)資源的開發(fā)和管理上，對方量計算要求越來越精確，有時需要即測即算，本作品結(jié)合PDA（掌上電腦）與激光測距儀各自的優(yōu)點，實現(xiàn)土方量即測即算，如果測點數(shù)量多，同時要求體積計算精度高，可將PDA記錄的三維坐標導(dǎo)入PC系統(tǒng)下，在AutoCAD進行二次開發(fā)建立更符合實際的模型完成計算。 在PDA開發(fā)與測距儀通信模塊、由激光儀實測數(shù)據(jù)，PDA自動獲取數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)預(yù)處理記錄測點的三維坐標、測量完成后建立實體模型完成體積的計算。體積計算原理是根據(jù)測點三維坐標構(gòu)建堆積物表面的TIN（不規(guī)則三角網(wǎng)）將三角形的三個頂點投影到設(shè)計高程面上形成三棱柱完成體積的計算，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算體積的方法，該方法體積計算原理簡便而且精度高。 作品的創(chuàng)新點：通過本作品實測實體表面特征點，實時構(gòu)建覆蓋實體的TIN模型，形成三棱柱精算其體積，優(yōu)化算法在PDA上開發(fā)計算程序，實現(xiàn)即測即算，使用本作品一個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，形成三棱柱實現(xiàn)體積精算。 技術(shù)指標：一次能采集5000多個點，即測即算，單人操作。
科學(xué)性、先進性
- 在PDA上開發(fā)與激光儀無線通信的程序模塊，實現(xiàn)二者的無線連接，并在PDA上開發(fā)專用的自動化數(shù)據(jù)記錄與計算程序模塊，可實現(xiàn)野外動態(tài)采集數(shù)據(jù)，實時計算。將激光測距儀實測的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，即可計算出測點的三維坐標，并自動記錄在PDA下。由實測的三維坐標自動構(gòu)建TIN與實體表更加密切，提高精度。對于復(fù)雜形體，經(jīng)過實測兩期三角網(wǎng)可計算其體積。 該作品具有體積小、重量輕，可連續(xù)工作4－6小時，操作簡單、一個人即可完成操作實測即算。 目前用于體積量測需要在PC上進行數(shù)據(jù)處理，而且用于掃描形體的設(shè)備費用高，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，同時也能測角測邊，在PDA上立即顯示出測點的三維坐標，其不足是沒有全站儀的精度高，不過Contour的三維坐標完全能夠滿足計算體積的要求。 PDA與Contour相結(jié)合能實現(xiàn)一人完成形體體積即測即算，其特點是操作簡單，即測即算、費用低，效率高，計算精度滿足要求。
獲獎情況及鑒定結(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)濟效益預(yù)測
- 該作品將Counter 設(shè)備強大的測距、測角功能與PDA無線連接，在PDA運用VS2008平臺開發(fā)通信、記錄、計算系統(tǒng)完成野外即測即算具有實現(xiàn)意義，作品運用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)用本作品只需一個人可快速精確實時完成土方體積與重量的測算。與生產(chǎn)實踐相結(jié)合不僅提高工作效率而且節(jié)約經(jīng)費創(chuàng)造效益。作品具有操作簡單、成本低廉、攜帶方便、作業(yè)時間長、即測即算優(yōu)點，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)的土方量計算方法有許多種，常用的有：斷面法、方格網(wǎng)法、散點法。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，但精度均不高。 目前，隨著計算機、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)用計算機軟件計算土方量。運用先進的技術(shù)手段，可以準確測出項目區(qū)主要地形特征點的高程，為運用GIS技術(shù)提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。土方量計算與設(shè)計是工程建設(shè)中的一項重要內(nèi)容，為此多數(shù)軟件將土方計算作為一個單一的模塊設(shè)計，如ERDAS IMAGE遙感圖像軟件來計算土方量，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、填方計算軟件，Many Areas是一個快速計算體積的土木工程軟件工具。但這些軟件都是運行在PC系統(tǒng)下，而且不能實現(xiàn)即測即算，其操作不便，價格不菲。有時在野外工程技術(shù)人員需要即時測算出實體的體積，該作品正好能滿足其需求。
