一、任务概况：
- 港口空载船只的三维点云数据归档；
- 计算满载20艘船只的泥沙土方量，误差控制在5%以内。
二、设备选配
硬件：LiBackpack 50背包激光雷达扫描系统
LiBackpack 50是由918博天堂自主研发的背包式室内外一体化激光雷达扫描系统，结合激光雷达和同步定位与制图构建（SLAM）技术，无需GPS即可实时获取周围环境的高精度三维点云数据。可用于电力巡线、林业调查、矿业量测等领域。
- 厘米级数据精度
- 结合激光雷达和SLAM算法实现室内外一体化测量，无需GNSS信号即可实现厘米级数据精度
- 高效率
- 采集的目标物点云数据在手机／平板等移动端实时同步显示，支持在线闭环及闭环优化，扫描完成即可导出点云数据和运动轨迹。
- 低成本
- 无需GPS，成本大幅度降低。
- 操作简单
- 软硬件融合，高度自动化，开机即用。
- 多平台
- 设计轻巧便捷，可搭载不同的移动平台，手持、步行、骑行、车载都可以轻松采集数据。
技术参数
| 系统参数 | |||
| 尺寸(mm) | 986 X 270 X 147 | 电池 | 5700mAh |
| 重量 | 5.6kg | 工作时间 | ~2.5h（一块电池） |
| 功率 | 60W | 端口 | HDMI,USB,网口 |
| 电压 | 22.8V | 存储 | 512G SSD |
| 电流 | 1.9A | 适用环境 | 室内和室外 |
| 控制及显示 | 网络控制和显示(手机、平板电脑);有线数据传输（平板电脑） | ||
| 传感器参数 | |||
| 918博天堂 传感器 | VLP16 | ||
| 918博天堂精度 | ±3cm | ||
| 垂直视场角 | -15°~15° | ||
| 测量范围 | 100m | ||
| 数据成果 | |||
| 数据精度 | ~ 5cm | ||
| 点云格式 | las,ply | ||
软件：918博天堂360激光雷达点云数据处理分析软件
918博天堂360激光雷达点云数据处理和分析软件，提供点云数据处理的一站式解决方案。软件支持海量点云的可视化及编辑、航带拼接、自动/半自动分类、918博天堂模型生成及编辑、电力线、林业分析等一系列工作，支持多元数据格式导出。软件所采用的算法多次获得国际摄影测量与遥感协会的大奖，并且被美国国家森林局采用。
三、数据采集及处理
1.数据采集
外业人员背负LiBackpack 50室内外一体化激光雷达扫描系统，沿着船体外沿进行数据采集，即可扫描获取运沙船的点云数据。每艘船只扫描一次空船，然后建立空船数据库。船体满载时，同样的方法对满沙船进行扫描，结合两次扫描数据，即可计算出船载泥沙土方量。
2.数据处理
目前918博天堂360软件计算土方量有格网法和DTM法，因格网法快速简单且精度较高，所以本次项目采用格网法。（四个角点无靶标球的情况下，软件计算一艘船的土方量用时七到八分钟；布设靶标球的情况下，计算一艘船的土方量用时两分钟）。
918博天堂360计算船体泥沙土方量的步骤（布设靶标球）：
1）将外业采集空船、满沙船的点云数据进行去噪；拟合出船体的角点布设的四个标靶球球心；用体积量测工具，计算出空船的Fill方量；
2）同上步骤算出满载沙的Total 方量，标靶球布设必须和空船保持一致
3）XXX货XXXX号船计算结果如下：
四、精度验证
XXX货XXXX号船是已知泥沙土方量的船只，以此船只的数据验证本次测量的精度。
1）船只点云精度验证
本项目采用船只长度与宽度的测量值与真值的差值，作为衡量背包点云数据的相对精度。
2）土方量精度验证：
此项目中，单次测量值与均值均参与了精度验证。
五、精度验证结果：
本次背包激光雷达数据采集精度到达相对误差5公分以内，符合船只测量与数据归档精度。
土方量计算方法合理，操作简单，在有标靶的基础上引入人为随机误差较小。根据采集激光雷达数据计算的泥沙土方量与客户参考值相吻合，精度高于要求。