基本信息
- 项目名称：
- PDA野外激光测距仪体积测算系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 激光测距仪体积测算系统是用来在野外直接测量实体特征点的三维坐标，由于激光测距仪不具备记录数据、处理数据的功能，在PDA上开发专用的自动化数据记录与计算程序模块，可实现野外动态采集数据，实时计算。将激光测距仪实测的数据进行预处理，即可计算出测点的三维坐标，并自动记录在PDA下。由实测的三维坐标自动构建TIN与实体表面更加密切，提高精度。
- 详细介绍：
- 激光测距仪体积测算系统是用来在野外直接测量实体特征点的三维坐标，由于激光测距仪不具备记录数据、处理数据的功能，所以本作品在VS2008下开发了PDA（掌上电脑）与激光仪无线通信的程序模块，实现二者的无线连接，并在PDA上开发专用的自动化数据记录与计算程序模块，可实现野外动态采集数据，实时计算。将激光测距仪实测的数据进行预处理，即可计算出测点的三维坐标，并自动记录在PDA下。由实测的三维坐标自动构建TIN与实体表面更加密切，提高精度。对于复杂形体，经过实测两期数据构造三角网可计算其体积。 该作品具有体积小、重量轻，可连续工作4－6小时，操作简单、一个人即可完成操作进行实测即算。 本作品可以在工程建设中得到应用，如采矿工程、矿产资源开发、建筑工程、水利工程、道路工程等领域行业中应用。应用本作品只需一个人可快速精确实时完成土方体积与重量的测算。与生产实践相结合不仅提高工作效率而且节约经费创造效益。 Contour XLRi采用最新激光技术，小巧、轻便、使用方便，可准确测量目标距离。有恶劣天气工作模式保证仪器在雨、雪、雾、沙尘暴天气条件下仍可可靠工作。仪器配备HUD显示器，可边瞄准边测量。最大测量距离1850米，精度0.1米。Contour XLRi具有360度倾角传感器。有六种工作模式，分别是距离、角度、水平距离、垂直距离、方位角。有串行口、蓝牙，可通过计算机或数据记录器记录数据。 Contour显示屏小，操作不便、无法记录数据、无法进行复杂计算。所以本作品在PDA上开发Contour的记录与计算程序，将Contour与PDA各自的优点相结合，操作人员只需使用Contour瞄准特征点，扣动测量健，数据会自动记录在PDA下，有了数据在PDA下点击相应的计算功能，实现即测即算。 因为PDA的计算速度和内存的限制，当遇到计算精度要求高，要求模型准确时，这时不适宜在PDA下计算，需要将PDA采集的数据导入PC来完成更高精度的计算与模型的建立。为此本作品借助CAD强大的作图能力，还开了CAD下的土方精算模块，
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 土方量的实测与计算是工程建设的一项重要内容，优其是在贵重矿产资源的开发和管理上，对方量计算要求越来越精确，有时需要即测即算，本作品结合PDA（掌上电脑）与激光测距仪各自的优点，实现土方量即测即算，如果测点数量多，同时要求体积计算精度高，可将PDA记录的三维坐标导入PC系统下，在AutoCAD进行二次开发建立更符合实际的模型完成计算。 在PDA开发与测距仪通信模块、由激光仪实测数据，PDA自动获取数据进行数据预处理记录测点的三维坐标、测量完成后建立实体模型完成体积的计算。体积计算原理是根据测点三维坐标构建堆积物表面的TIN（不规则三角网）将三角形的三个顶点投影到设计高程面上形成三棱柱完成体积的计算，对于复杂形体的体积，模型的建立方法主要是采用两期观测数据相互内插点位的高程从而建立两期叠加三角网，给出了由三角形形成的三棱柱计算体积的方法，该方法体积计算原理简便而且精度高。 作品的创新点：通过本作品实测实体表面特征点，实时构建覆盖实体的TIN模型，形成三棱柱精算其体积，优化算法在PDA上开发计算程序，实现即测即算，使用本作品一个即可完成野外体积测算，工作效率高，操作简单方便。 关键技术：在PDA开发通信模块与Contour通信，优化算法在PDA上构建表面TIN，形成三棱柱实现体积精算。 技术指标：一次能采集5000多个点，即测即算，单人操作。
科学性、先进性
- 在PDA上开发与激光仪无线通信的程序模块，实现二者的无线连接，并在PDA上开发专用的自动化数据记录与计算程序模块，可实现野外动态采集数据，实时计算。将激光测距仪实测的数据进行预处理，即可计算出测点的三维坐标，并自动记录在PDA下。由实测的三维坐标自动构建TIN与实体表更加密切，提高精度。对于复杂形体，经过实测两期三角网可计算其体积。 该作品具有体积小、重量轻，可连续工作4－6小时，操作简单、一个人即可完成操作实测即算。 目前用于体积量测需要在PC上进行数据处理，而且用于扫描形体的设备费用高，操作不便，如果用全站仪到野外测数据，再回到室内处理数据，Contour与全站仪相比具有操作简单，携带方便，同时也能测角测边，在PDA上立即显示出测点的三维坐标，其不足是没有全站仪的精度高，不过Contour的三维坐标完全能够满足计算体积的要求。 PDA与Contour相结合能实现一人完成形体体积即测即算，其特点是操作简单，即测即算、费用低，效率高，计算精度满足要求。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 生产应用阶段
技术转让方式
- 非专利技术转让，经本作品的所有权人同意方可使用本作品。
作品可展示的形式
- 现场展示，图片展示，作品使用说明
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该作品将Counter 设备强大的测距、测角功能与PDA无线连接，在PDA运用VS2008平台开发通信、记录、计算系统完成野外即测即算具有实现意义，作品运用TIN模型构建形态的三维模型适用于多种地形场合，其计算精度相比传统的方法的高。本作品可以在工程建设中得到应用，如采矿工程、矿产资源开发、建筑工程、水利工程、道路工程等领域行业中应用。应用本作品只需一个人可快速精确实时完成土方体积与重量的测算。与生产实践相结合不仅提高工作效率而且节约经费创造效益。作品具有操作简单、成本低廉、携带方便、作业时间长、即测即算优点，因此具有很好的应用推广前景。
同类课题研究水平概述
- 传统的土方量计算方法有许多种，常用的有：断面法、方格网法、散点法。断面法主要适用于山地及高差比较大的地形，也是土方计算的主要方法；方格网法主要适用于平坦地区及高差不太大的地形;散点法适用于地形虽有起伏，但变化比较均匀，不太复杂的地形，几种方法均有各自的适用条件和特点，但精度均不高。 目前，随着计算机、现代测量技术及地理信息系统的发展，有很多学者应用计算机软件计算土方量。运用先进的技术手段，可以准确测出项目区主要地形特征点的高程，为运用GIS技术提供了数据基础。土方量计算与设计是工程建设中的一项重要内容，为此多数软件将土方计算作为一个单一的模块设计，如ERDAS IMAGE遥感图像软件来计算土方量，ArcGIS，中地公司的MapGIS及南方的CASS等。但这些软件其它功能在工程建设中几乎用不到，为此，国内外一些公司已经开发了一些比较成熟专用的土方量专用计算软件，如杭州家园科技有限公司开发的HTCAH软件、PIZER Incorparated发行的EARTH的土方工程挖方、填方计算软件，Many Areas是一个快速计算体积的土木工程软件工具。但这些软件都是运行在PC系统下，而且不能实现即测即算，其操作不便，价格不菲。有时在野外工程技术人员需要即时测算出实体的体积，该作品正好能满足其需求。
