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(dòng)高精度測(cè)量技術(shù)。三維激光掃描儀能夠在短時(shí)間內(nèi)大面積高密度地獲取目標(biāo)的空間點(diǎn)云數(shù)據(jù)，逼真細(xì)膩地描述目標(biāo)表面。然而，三維激光掃描儀作為一種測(cè)量?jī)x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(diǎn)云，需要對(duì)儀器進(jìn)行檢校。在不完全了解掃描儀儀器本身誤差來(lái)源的前提下，構(gòu)建室內(nèi)檢校場(chǎng)，采用自檢校的方式標(biāo)定掃描儀的四個(gè)系統(tǒng)誤差并進(jìn)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(cè)原理，確定其主要的誤差來(lái)源，參照機(jī)械結(jié)構(gòu)類似的全站儀，對(duì)各項(xiàng)誤差進(jìn)行分析，詳細(xì)推導(dǎo)誤差影響計(jì)算公式，從而能夠更加清晰地認(rèn)識(shí)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(duì)同名點(diǎn)在掃描儀坐標(biāo)系和工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)坐標(biāo)系下有兩套坐標(biāo)，二者可以通過(guò)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(gè)外方位參數(shù)和4個(gè)系統(tǒng)誤差參數(shù)在內(nèi)的10個(gè)參數(shù)的自檢校模型。
　　(3)自檢校實(shí)驗(yàn)場(chǎng)構(gòu)建。根據(jù)

3、研究?jī)?nèi)容建立自檢校實(shí)驗(yàn)場(chǎng)并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。自檢校法實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易行，時(shí)間和金錢成本低，適用性廣泛，能避開(kāi)分項(xiàng)檢校對(duì)環(huán)境和器材苛刻的要求。
　　(4)自檢校模型改正效果驗(yàn)證。通過(guò)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(biāo)轉(zhuǎn)換到基準(zhǔn)坐標(biāo)系下，與不含系統(tǒng)誤差參數(shù)的模型轉(zhuǎn)換得到的坐標(biāo)進(jìn)行精度對(duì)比，從而驗(yàn)證模型的改正效果。
　　對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)加入儀器系統(tǒng)誤差改正數(shù)的模型轉(zhuǎn)換