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动态精密工程测量

动态精密工程测量
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作者:
出版社: 科学出版社
2021-03
版次: 1
ISBN: 9787030679901
定价: 268.00
装帧: 精装
开本: 16开
纸张: 胶版纸
页数: 407页
字数: 539.000千字
分类: 工程技术
8人买过
  • 世界范围基础设施安全状态测量等领域不断扩大的应用需求，以及传感器等信息技术的快速发展促进了精密工程测量从“静态、离散、手工”向“动态、连续、智能”发展，形成动态精密工程测量这一前沿学科交叉方向。《动态精密工程测量》基于作者多年的研究探索与积累，对动态精密工程测量理论、方法及其典型应用进行系统性归纳总结。《动态精密工程测量》分两个部分阐述：部分是理论与方法，包括动态测量时空基准、多传感器集成动态测量、动态精密工程测量数据处理等内容；第二部分是典型应用，重点介绍作者近20年来在公路、隧道、铁路、大坝、管网等领域的创新测量方法研究、测量装备研制及典型工程应用。 目录

    序一

    序二

    前言

    第1章 动态精密工程测量概述 1

    1.1 工程测量 1

    1.2 动态精密工程测量 3

    1.2.1 精密工程测量及其特点 3

    1.2.2 动态精密工程测量及其特点 5

    1.3 动态精密工程测量分类与研究内容 10

    1.3.1 动态精密工程测量分类 10

    1.3.2 研究内容 12

    1.4 动态精密工程测量应用 13

    1.5 本章小结 17

    参考文献 17

    第2章 动态测量时空基准 19

    2.1 时间系统和时间基准 19

    2.1.1 时间系统 19

    2.1.2 时间基准 21

    2.2 空间基准及定位原理 22

    2.2.1 坐标系统与坐标转换 22

    2.2.2 定位定姿原理 27

    2.3 动态测量定位定姿方法 32

    2.3.1 开放场景动态定位定姿 32

    2.3.2 封闭场景动态定位定姿 38

    2.4 本章小结 43

    参考文献 44

    第3章 多传感器集成动态测量 45

    3.1 动态测量典型场景及系统 45

    3.1.1 道路动态测量 45

    3.1.2 铁路动态测量 46

    3.1.3 水面动态测量 47

    3.1.4 空中动态测量 48

    3.1.5 其他场景动态测量 50

    3.2 动态测量常用传感器 52

    3.2.1 定位定姿传感器 53

    3.2.2 场景测量传感器 54

    3.3 多传感器集成方法 58

    3.3.1 时间基准生成 58

    3.3.2 多传感器同步控制 60

    3.3.3 多传感器标定与时空数据关联 62

    3.4 本章小结 64

    参考文献 64

    第4章 动态精密工程测量数据处理 65

    4.1 数据类型和处理方法 65

    4.1.1 测量数据类型与特征 65

    4.1.2 测量误差的来源与类型 68

    4.1.3 典型测量数据处理方法 70

    4.1.4 动态精密工程测量处理方法 73

    4.2 多传感器数据滤波融合 74

    4.2.1 卡尔曼滤波 75

    4.2.2 粒子滤波 76

    4.2.3 图优化 78

    4.3 测量数据信息增强 79

    4.3.1 点云数据信息增强 79

    4.3.2 图像数据信息增强 83

    4.4 测量数据配准拼接 87

    4.4.1 点云数据配准拼接 87

    4.4.2 图像数据配准拼接 88

    4.4.3 点云图像数据配准 93

    4.5 目标特征识别提取 94

    4.5.1 通用机器学习方法 95

    4.5.2 深度学习方法 97

    4.6 本章小结 105

    参考文献 105

    第5章 道路路面智能检测 107

    5.1 概述 107

    5.1.1 道路检测技术现状 107

    5.1.2 道路检测技术发展趋势 112

    5.1.3 路面技术状况指标 112

    5.2 路面损坏检测 116

    5.2.1 路面损坏检测方法 116

    5.2.2 路面图像分析 121

    5.2.3 路面裂缝分析 126

    5.2.4 路面点云数据处理 135

    5.3 路面平整度检测 142

    5.3.1 国际平整度指数 142

    5.3.2 平整度测量方法 144

    5.3.3 平整度数据处理 146

    5.3.4 试验分析 148

    5.4 路面车辙检测 150

    5.4.1 车辙测量方法 150

    5.4.2 车辙深度计算 152

    5.4.3 试验分析 155

    5.5 RTM系列道路智能检测装备及应用 156

    5.5.1 装备组成 156

    5.5.2 装备标定 160

    5.5.3 系统软件 161

    5.5.4 装备检定及应用 167

    5.6 本章小结 172

    参考文献 172

    第6章 道路弯沉动态测量 174

    6.1 概述 174

    6.1.1 传统弯沉测量应用现状 175

    6.1.2 动态弯沉测量研究现状 176

    6.1.3 道路弯沉动态测量的特点与优势 177

    6.2 道路弯沉动态测量理论基础 178

    6.2.1 计算模型 178

    6.2.2 变形速度测量 181

    6.2.3 变形速度计算 185

    6.2.4 弯沉计算 189

    6.3 道路弯沉动态测量数据处理 190

    6.3.1 多传感器数据预处理 191

    6.3.2 路面变形速度计算 193

    6.3.3 路面弯沉计算 195

    6.3.4 弯沉修正 195

    6.3.5 动态测量的验证与分析 198

    6.4 激光动态弯沉测量装备及应用 203

    6.4.1 装备组成 203

    6.4.2 装备标定 206

    6.4.3 数据采集和管理软件 210

    6.4.4 装备检定及应用 213

    6.5 本章小结 216

    参考文献 217

    第7章 隧道表观高效测量 218

    7.1 概述 218

    7.1.1 隧道的基本概念 218

    7.1.2 公路隧道测量 221

    7.1.3 地铁隧道测量 221

    7.2 公路隧道表观测量 223

    7.2.1 测量方法 223

    7.2.2 序列图像处理 226

    7.2.3 衬砌裂缝识别验证 239

    7.2.4 公路隧道表观测量装备及应用 243

    7.3 地铁隧道表观测量 249

    7.3.1 测量方法 249

    7.3.2 测量技术 251

    7.3.3 地铁隧道表观测量装备及应用 258

    7.4 水工隧洞表观测量 265

    7.4.1 测量现状 265

    7.4.2 表观测量方法 267

    7.4.3 测量装备及应用 269

    7.5 本章小结 275

    参考文献 275

    第8章 铁路轨道精密测量 277

    8.1 概述 277

    8.1.1 铁路轨道线形测量 277

    8.1.2 铁路轨道扣件检测 280

    8.1.3 铁路钢轨伤损检测 281

    8.2 地铁轨道不平顺精密测量 282

    8.2.1 轨道不平顺 282

    8.2.2 地铁轨道不平顺测量方法 285

    8.2.3 试验分析 287

    8.3 钢轨表面伤损精密检测 290

    8.3.1 钢轨三维断面测量 291

    8.3.2 点云AICP算法配准 293

    8.3.3 伤损检测算法 295

    8.3.4 试验分析 297

    8.4 轨道扣件精密检测 299

    8.4.1 扣件数据获取方法 299

    8.4.2 扣件安装状态检测 301

    8.4.3 扣件几何参数计算 304

    8.4.4 扣件紧固度测量 305

    8.4.5 试验分析 307

    8.5 本章小结 310

    参考文献 311

    第9章 堆石坝内部变形监测 312

    9.1 概述 312

    9.1.1 传统堆石坝内部变形监测方法 312

    9.1.2 基于管道测量的堆石坝内部变形监测 314

    9.2 堆石坝内部变形动态监测新方法 315

    9.2.1 基于预埋管道的测量机器人动态监测方法 315

    9.2.2 堆石坝内部变形监测管道 316

    9.2.3 管道测量机器人及标定 319

    9.2.4 测量数据处理方法 322

    9.3 堆石坝内部变形动态监测应用 327

    9.3.1 管道测量机器人试验 327

    9.3.2 工程应用 331

    9.4 本章小结 339

    参考文献 340

    第10章 排水管道连续检测 342

    10.1 概述 342

    10.2 流体驱动排水管道检测原理与装置 343

    10.2.1 流体驱动排水管道检测 344

    10.2.2 排水管道检测胶囊 345

    10.3 排水管道检测胶囊数据处理 348

    10.3.1 视觉与运动传感器融合的管道定位 348

    10.3.2 排水管道检测图像病害识别 355

    10.4 排水管道检测胶囊试验与工程应用 361

    10.4.1 排水管道检测胶囊试验 361

    10.4.2 工程应用 362

    10.5 本章小结 368

    参考文献 368

    第11章 动态精密工程测量拓展应用 369

    11.1 大型堆场体积测量 369

    11.1.1 三维堆场体积测量方法 369

    11.1.2 大型堆场三维测量系统 375

    11.1.3 工程应用 378

    11.2 水岸一体地形测量 382

    11.2.1 船载水岸一体地形测量方法 382

    11.2.2 船载水岸一体地形测量系统 383

    11.2.3 工程应用 388

    11.3 室内三维测图 390

    11.3.1 室内三维测图研究现状 391

    11.3.2 室内三维测图方法 391

    11.3.3 室内三维测图系统 395

    11.3.4 工程应用 396

    11.4 本章小结 400

    参考文献 400

    第12章 动态精密工程测量发展展望 402
  • 内容简介:
    世界范围基础设施安全状态测量等领域不断扩大的应用需求，以及传感器等信息技术的快速发展促进了精密工程测量从“静态、离散、手工”向“动态、连续、智能”发展，形成动态精密工程测量这一前沿学科交叉方向。《动态精密工程测量》基于作者多年的研究探索与积累，对动态精密工程测量理论、方法及其典型应用进行系统性归纳总结。《动态精密工程测量》分两个部分阐述：部分是理论与方法，包括动态测量时空基准、多传感器集成动态测量、动态精密工程测量数据处理等内容；第二部分是典型应用，重点介绍作者近20年来在公路、隧道、铁路、大坝、管网等领域的创新测量方法研究、测量装备研制及典型工程应用。
  • 目录:
    目录

    序一

    序二

    前言

    第1章 动态精密工程测量概述 1

    1.1 工程测量 1

    1.2 动态精密工程测量 3

    1.2.1 精密工程测量及其特点 3

    1.2.2 动态精密工程测量及其特点 5

    1.3 动态精密工程测量分类与研究内容 10

    1.3.1 动态精密工程测量分类 10

    1.3.2 研究内容 12

    1.4 动态精密工程测量应用 13

    1.5 本章小结 17

    参考文献 17

    第2章 动态测量时空基准 19

    2.1 时间系统和时间基准 19

    2.1.1 时间系统 19

    2.1.2 时间基准 21

    2.2 空间基准及定位原理 22

    2.2.1 坐标系统与坐标转换 22

    2.2.2 定位定姿原理 27

    2.3 动态测量定位定姿方法 32

    2.3.1 开放场景动态定位定姿 32

    2.3.2 封闭场景动态定位定姿 38

    2.4 本章小结 43

    参考文献 44

    第3章 多传感器集成动态测量 45

    3.1 动态测量典型场景及系统 45

    3.1.1 道路动态测量 45

    3.1.2 铁路动态测量 46

    3.1.3 水面动态测量 47

    3.1.4 空中动态测量 48

    3.1.5 其他场景动态测量 50

    3.2 动态测量常用传感器 52

    3.2.1 定位定姿传感器 53

    3.2.2 场景测量传感器 54

    3.3 多传感器集成方法 58

    3.3.1 时间基准生成 58

    3.3.2 多传感器同步控制 60

    3.3.3 多传感器标定与时空数据关联 62

    3.4 本章小结 64

    参考文献 64

    第4章 动态精密工程测量数据处理 65

    4.1 数据类型和处理方法 65

    4.1.1 测量数据类型与特征 65

    4.1.2 测量误差的来源与类型 68

    4.1.3 典型测量数据处理方法 70

    4.1.4 动态精密工程测量处理方法 73

    4.2 多传感器数据滤波融合 74

    4.2.1 卡尔曼滤波 75

    4.2.2 粒子滤波 76

    4.2.3 图优化 78

    4.3 测量数据信息增强 79

    4.3.1 点云数据信息增强 79

    4.3.2 图像数据信息增强 83

    4.4 测量数据配准拼接 87

    4.4.1 点云数据配准拼接 87

    4.4.2 图像数据配准拼接 88

    4.4.3 点云图像数据配准 93

    4.5 目标特征识别提取 94

    4.5.1 通用机器学习方法 95

    4.5.2 深度学习方法 97

    4.6 本章小结 105

    参考文献 105

    第5章 道路路面智能检测 107

    5.1 概述 107

    5.1.1 道路检测技术现状 107

    5.1.2 道路检测技术发展趋势 112

    5.1.3 路面技术状况指标 112

    5.2 路面损坏检测 116

    5.2.1 路面损坏检测方法 116

    5.2.2 路面图像分析 121

    5.2.3 路面裂缝分析 126

    5.2.4 路面点云数据处理 135

    5.3 路面平整度检测 142

    5.3.1 国际平整度指数 142

    5.3.2 平整度测量方法 144

    5.3.3 平整度数据处理 146

    5.3.4 试验分析 148

    5.4 路面车辙检测 150

    5.4.1 车辙测量方法 150

    5.4.2 车辙深度计算 152

    5.4.3 试验分析 155

    5.5 RTM系列道路智能检测装备及应用 156

    5.5.1 装备组成 156

    5.5.2 装备标定 160

    5.5.3 系统软件 161

    5.5.4 装备检定及应用 167

    5.6 本章小结 172

    参考文献 172

    第6章 道路弯沉动态测量 174

    6.1 概述 174

    6.1.1 传统弯沉测量应用现状 175

    6.1.2 动态弯沉测量研究现状 176

    6.1.3 道路弯沉动态测量的特点与优势 177

    6.2 道路弯沉动态测量理论基础 178

    6.2.1 计算模型 178

    6.2.2 变形速度测量 181

    6.2.3 变形速度计算 185

    6.2.4 弯沉计算 189

    6.3 道路弯沉动态测量数据处理 190

    6.3.1 多传感器数据预处理 191

    6.3.2 路面变形速度计算 193

    6.3.3 路面弯沉计算 195

    6.3.4 弯沉修正 195

    6.3.5 动态测量的验证与分析 198

    6.4 激光动态弯沉测量装备及应用 203

    6.4.1 装备组成 203

    6.4.2 装备标定 206

    6.4.3 数据采集和管理软件 210

    6.4.4 装备检定及应用 213

    6.5 本章小结 216

    参考文献 217

    第7章 隧道表观高效测量 218

    7.1 概述 218

    7.1.1 隧道的基本概念 218

    7.1.2 公路隧道测量 221

    7.1.3 地铁隧道测量 221

    7.2 公路隧道表观测量 223

    7.2.1 测量方法 223

    7.2.2 序列图像处理 226

    7.2.3 衬砌裂缝识别验证 239

    7.2.4 公路隧道表观测量装备及应用 243

    7.3 地铁隧道表观测量 249

    7.3.1 测量方法 249

    7.3.2 测量技术 251

    7.3.3 地铁隧道表观测量装备及应用 258

    7.4 水工隧洞表观测量 265

    7.4.1 测量现状 265

    7.4.2 表观测量方法 267

    7.4.3 测量装备及应用 269

    7.5 本章小结 275

    参考文献 275

    第8章 铁路轨道精密测量 277

    8.1 概述 277

    8.1.1 铁路轨道线形测量 277

    8.1.2 铁路轨道扣件检测 280

    8.1.3 铁路钢轨伤损检测 281

    8.2 地铁轨道不平顺精密测量 282

    8.2.1 轨道不平顺 282

    8.2.2 地铁轨道不平顺测量方法 285

    8.2.3 试验分析 287

    8.3 钢轨表面伤损精密检测 290

    8.3.1 钢轨三维断面测量 291

    8.3.2 点云AICP算法配准 293

    8.3.3 伤损检测算法 295

    8.3.4 试验分析 297

    8.4 轨道扣件精密检测 299

    8.4.1 扣件数据获取方法 299

    8.4.2 扣件安装状态检测 301

    8.4.3 扣件几何参数计算 304

    8.4.4 扣件紧固度测量 305

    8.4.5 试验分析 307

    8.5 本章小结 310

    参考文献 311

    第9章 堆石坝内部变形监测 312

    9.1 概述 312

    9.1.1 传统堆石坝内部变形监测方法 312

    9.1.2 基于管道测量的堆石坝内部变形监测 314

    9.2 堆石坝内部变形动态监测新方法 315

    9.2.1 基于预埋管道的测量机器人动态监测方法 315

    9.2.2 堆石坝内部变形监测管道 316

    9.2.3 管道测量机器人及标定 319

    9.2.4 测量数据处理方法 322

    9.3 堆石坝内部变形动态监测应用 327

    9.3.1 管道测量机器人试验 327

    9.3.2 工程应用 331

    9.4 本章小结 339

    参考文献 340

    第10章 排水管道连续检测 342

    10.1 概述 342

    10.2 流体驱动排水管道检测原理与装置 343

    10.2.1 流体驱动排水管道检测 344

    10.2.2 排水管道检测胶囊 345

    10.3 排水管道检测胶囊数据处理 348

    10.3.1 视觉与运动传感器融合的管道定位 348

    10.3.2 排水管道检测图像病害识别 355

    10.4 排水管道检测胶囊试验与工程应用 361

    10.4.1 排水管道检测胶囊试验 361

    10.4.2 工程应用 362

    10.5 本章小结 368

    参考文献 368

    第11章 动态精密工程测量拓展应用 369

    11.1 大型堆场体积测量 369

    11.1.1 三维堆场体积测量方法 369

    11.1.2 大型堆场三维测量系统 375

    11.1.3 工程应用 378

    11.2 水岸一体地形测量 382

    11.2.1 船载水岸一体地形测量方法 382

    11.2.2 船载水岸一体地形测量系统 383

    11.2.3 工程应用 388

    11.3 室内三维测图 390

    11.3.1 室内三维测图研究现状 391

    11.3.2 室内三维测图方法 391

    11.3.3 室内三维测图系统 395

    11.3.4 工程应用 396

    11.4 本章小结 400

    参考文献 400

    第12章 动态精密工程测量发展展望 402
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