快速点云定向数学模型实际精度分析

三维激光扫描定向标靶和连接标靶的工程测量系坐标和扫描坐标系坐标是后视定向的基础,两个坐标系坐标的精度直接影响点云定向和坐标转换的质量。而快速点云定向是指应用两球和一垂线实现点云定向。本文的主要内容包括标靶中心扫描坐标拟合,点云定向参数平差计算、点云定向精度统计分析等。通过对点云定向工作的精度评价来分析理论精度与实际精度的区别。事实证明,快速点云定向模型对于减少野外工作量,丰富定向方法有着重要的意义。

基于探测球的固定式扫描海量点云自动定向方法

地面固定式扫描点云首先要将自由坐标系的点云纳入国家坐标系,而单站扫描的点云数据量极大,无法在可视环境下进行拼接。针对现有方法对海量点云拼接的不足,提出一种基于探测球的固定式扫描海量点云自动定向方法,该方法通过数据关联技术读取海量点云、建立标靶搜索环、球拟合确定标靶候选点、全组合距离匹配法确定同名点及坐标转换参数解算等,完成点云的自动定向过程。通过实验验证文中算法的有效性及可行性。

激光束区域网点云整体定向的线性拟合方法

从三维坐标转换模型出发,根据罗德里格矩阵的性质,首先推导出了单标靶点云定向的线性拟合方程,再以同名激光束相交于公共标靶为约束条件建立线性约束方程,进而实现全区域所有扫描站点云定向参数的整体解算。相对于传统的非线性的单站点云定向方法,本文方法能对区域内多站点云整体定向,计算过程不需要计算参数初值,定向后各站点云精度的一致性较好。

地面激光扫描多站点云整体定向平差模型

为一次性解算多站地面扫描点云坐标转换参数,将各站点云坐标转换成工程测量指定坐标,提出基于光束法区域网平差(BBA)的数学模型。以扫描站射向标靶中心的光束为单元建立平差方程,并将基于罗德里格矩阵的坐标转换方程作为平差的基础方程;单光束列立附有未知数的条件方程,公共标靶上相交的光束列立附有限制条件的方程。根据观测值选择的不同,可将数学模型分为6种。以假设指定坐标无误差、扫描坐标为有误差的观测值的数学模型进行多站点云定向试验,结果表明其外部符合精度达到厘米级,精度明显高于独立模型法(IMM);扫描坐标经转换后,能满足1∶500地形图测量精度。