天寶GX200地面三維激光掃描儀系統(tǒng)誤差自檢校研究.pdf

1、三維激光掃描技術(shù)是一種新興的全自動高精度測量技術(shù)。三維激光掃描儀能夠在短時間內(nèi)大面積高密度地獲取目標的空間點云數(shù)據(jù)，逼真細膩地描述目標表面。然而，三維激光掃描儀作為一種測量儀器，本身也存在誤差，所以為了使內(nèi)業(yè)處理能夠得到精度更高的點云，需要對儀器進行檢校。在不完全了解掃描儀儀器本身誤差來源的前提下，構(gòu)建室內(nèi)檢校場，采用自檢校的方式標定掃描儀的四個系統(tǒng)誤差并進行改正。本文主要內(nèi)容如下:
　　(1)儀器系統(tǒng)誤差分析。根據(jù)三維激光掃描儀

2、的觀測原理，確定其主要的誤差來源，參照機械結(jié)構(gòu)類似的全站儀，對各項誤差進行分析，詳細推導(dǎo)誤差影響計算公式，從而能夠更加清晰地認識儀器誤差的產(chǎn)生原因，為自檢校數(shù)學(xué)模型的具體化提供依據(jù)。
　　(2)自檢校模型建立。一對同名點在掃描儀坐標系和工業(yè)測量系統(tǒng)坐標系下有兩套坐標，二者可以通過數(shù)學(xué)模型相互轉(zhuǎn)換，以空間相似變換公式為基礎(chǔ)，構(gòu)建含有6個外方位參數(shù)和4個系統(tǒng)誤差參數(shù)在內(nèi)的10個參數(shù)的自檢校模型。
　　(3)自檢校實驗場構(gòu)建。根據(jù)

3、研究內(nèi)容建立自檢校實驗場并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。自檢校法實驗簡單易行，時間和金錢成本低，適用性廣泛，能避開分項檢校對環(huán)境和器材苛刻的要求。
　　(4)自檢校模型改正效果驗證。通過整體間接平差和迭代算法，得到外部轉(zhuǎn)換參數(shù)和儀器的系統(tǒng)誤差。以加入儀器系統(tǒng)誤差的模型將掃描儀坐標轉(zhuǎn)換到基準坐標系下，與不含系統(tǒng)誤差參數(shù)的模型轉(zhuǎn)換得到的坐標進行精度對比，從而驗證模型的改正效果。
　　對實驗數(shù)據(jù)的分析結(jié)果表明，經(jīng)過加入儀器系統(tǒng)誤差改正數(shù)的模型轉(zhuǎn)換