軌道移動(dòng)激光掃描平臺(tái)的嵌入式定位同步系統(tǒng)研究.pdf

1、三維激光掃描技術(shù)具有可對(duì)空間物體進(jìn)行高分辨率和高精度檢測(cè)的特點(diǎn)，已在軌道交通隧道建筑空間結(jié)構(gòu)的檢測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。對(duì)隧道進(jìn)行掃描檢測(cè)的方式有兩種：分站固定式掃描和軌道移動(dòng)式掃描。與傳統(tǒng)的分站固定式掃描相比，采用軌道移動(dòng)式掃描效率較高，現(xiàn)場(chǎng)操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度較低，并且掃描的數(shù)據(jù)質(zhì)量較恒定，點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理量也較小。但是移動(dòng)式激光掃描系統(tǒng)需要保障掃描數(shù)據(jù)與移動(dòng)位置的嚴(yán)格同步以及在掃描行程中對(duì)掃描空間坐標(biāo)系的準(zhǔn)確設(shè)定。
　　本論文在參

2、考前期移動(dòng)激光掃描原型系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，研究和設(shè)計(jì)了一個(gè)基于ARM嵌入式定位同步技術(shù)的軌道移動(dòng)激光掃描系統(tǒng)。這個(gè)新型的系統(tǒng)具有定位同步可靠性高和移動(dòng)平臺(tái)姿態(tài)數(shù)據(jù)完整的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還可以電機(jī)助動(dòng)，具有重量輕、體積小和耗能低等特點(diǎn)。論文首先研究了系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框架，論證了同步數(shù)據(jù)處理流程與方法的可行性，提出了應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法。系統(tǒng)采用STM32微處理器作為核心數(shù)據(jù)處理單元，將光電編碼器和二維傾角儀相結(jié)合用于實(shí)時(shí)檢測(cè)平臺(tái)的動(dòng)態(tài)位置和水平面姿態(tài)

3、，從而有效提供了空間數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)三維坐標(biāo)信息。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用了將同步數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)保存至 SD卡中并通過(guò) RS232串口上傳并且存儲(chǔ)至上位機(jī)的雙向保存機(jī)制，保障了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性。相關(guān)的研究工作還延伸到實(shí)際工程應(yīng)用方面，利用與移動(dòng)激光掃描平臺(tái)相關(guān)聯(lián)的上位機(jī)，設(shè)計(jì)了與嵌入式系統(tǒng)之間的專門通信協(xié)議和LabView工作界面，除了完成工作狀態(tài)顯示和同步數(shù)據(jù)存儲(chǔ)外，還可向移動(dòng)掃描系統(tǒng)發(fā)送指令來(lái)管理系統(tǒng)運(yùn)行。
　　本論文所論及的新型移動(dòng)激光掃描平臺(tái)是以