题目：基于激光扫描的尾矿坝体动态监测系统研发

基于激光扫描的尾矿坝体动态监测系统研发符合国家安全生产“十二五”发展规划对尾矿库限期安装在线监测系统的要求，具有广泛的应用前景。以往的尾矿坝体监测大都由人工操作完成，费时费力，且主要是基于某些重要信息点的测量，没有实现整体结构的全覆盖和实时在线监测；开发一套全覆盖、高精度动态监测系统，对实时获取尾矿坝体的形变信息具有十分重要的意义。主要研究内容和成果如下：（1）研制了基于激光扫描的尾矿坝体动态监测系统，形成了整体系统的开发方案，包括部件选型、硬件设计、安装及调试、激光数据采集、运动控制模块开发、数据通信与处理模块开发等。（2）根据基于激光扫描的尾矿坝体动态监测系统中单点激光测距传感器的测量原理，解决了其测量零点的标定问题。（3）利用时间融合方法对各传感器采集数据进行内插处理，实现传感器数据匹配；提出了坐标归一算法将测量结果归一到系统基准坐标系下，通过实验验证系统标定算法的正确性与必要性。（4）深入分析了激光扫描坝体监测系统的误差，具体包括量测误差和集成误差两类。给出了系统量测误差方程，仿真得出沿X、Y、Z方向量测误差变化趋势；分析了场景极半径值、水平和竖直方向扫描角对系统量测误差的影响；研究了集成误差对系统测量精度的影响。（5）研究了基于激光扫描的尾矿坝体在线监测算法，通过基于指定点的抽样监测方法，实现了对尾矿坝体主坝面系列指定位置的动态监测；提出了网格化寻优智能监测算法，实现尾矿坝体整体宏观监测和重点区域集中监测的有机统一。