长测距三维激光扫描仪在露天矿山测量中的应用

刘天奇

（中化地质矿山总局福建地质勘查院 福建福州 350013）

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随着智能矿山理念的发展， 借助现代化科学设备例如三维激光扫描仪， 开展露天矿山测量成为当前行业主流的应用方式。 智能化矿山测量设备的应用，一方面极大提升了传统矿山测量工作的效率和质量， 另一方面为露天矿山其他工程的应用提供重要的参考。

1 长测距三维激光扫描仪的测量原理

1.1 长测距三维激光扫描仪的组成以及坐标反算理论

三维激光扫描仪，主要由激光测距系统、影像扫描系统、数据控制系统以及内部摄像系统等相关核心构件组成。 其测量工作的核心功能为距离测量， 借助不同点位与目标之间的距离进行反算得出三维坐标，实现距离的有效计算。 三维激光扫描仪， 通常是按照既定的旋转轨迹以及间隔发射的扫描激光，以某种特定角度进行扫描。以α 与β 代表水平角度与垂直角度，借助测量激光从发射、反射、接收等相关过程的总体时间t，来确定目标物与扫描仪的具体距离，如式（1）～（3）所示，结合图1 进行计算。

图1 三维激光扫描仪坐标计算图

1.2 长测距三维激光扫描仪的基本测距原理

通过对三维激光扫描仪设备的系统化分析， 其设备的测距原理，主要分为脉冲式、相位式以及三角式等3 种形式，其中脉冲式测距原理是最为常见的应用模式。 主要依据测量脉冲信号的往返时间t 与脉冲信号在空气中的传播速度v 进行计算分析。 通常计算公式参考……