地面三维激光扫描仪数据的误差分析

作者:刘浩;张冬阳;冯健 刊名:水利与建筑工程学报 上传者:夏锋

【摘要】针对三维激光扫描技术应用中的误差问题,简要分析了三维激光扫描仪的误差来源,从理论上详细分析了单点点位误差、坐标分量误差与距离、竖直角、水平角之间的定量关系,归纳总结了误差的分布规律;鉴于三维激光扫描最终数据处理对象的最小单元为位于同一个面上的点云数据,采用了Trimble-GX三维激光扫描仪进行了扫描试验,通过对不同距离、不同扫描角度的扫描结果进行平面拟合,分析了拟合面精度与扫描距离、角度、扫描物表面粗糙程度的关系。

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第 10 卷第 4 期2 0 1 2 年 8 月 水利与建筑工程学报 Journal of Water Resources and Architectural Engineering Vol. 10 No. 4 Aug. ,2012 收稿日期:201204218      修稿日期:201205210 基金项目:国家级创新训练项目“三维激光扫描仪在文物测绘中的应用研究” 作者简介:刘  浩(1992 —) ,男(汉族) ,江苏淮安人 ,在校本科生 ,研究方向为数据处理及应用。 地面三维激光扫描仪数据的误差分析 刘  浩 ,张冬阳 ,冯  健 (河海大学 地球科学与工程学院 测绘工程系 , 江苏 南京 210098) 摘  要 : 针对三维激光扫描技术应用中的误差问题 ,简要分析了三维激光扫描仪的误差来源 ,从理论上详细分析了单点点位误差、坐标分量误差与距离、竖直角、水平角之间的定量关系 ,归纳总结了误差的分布规律 ;鉴于三维激光扫描最终数据处理对象的最小单元为位于同一个面上的点云数据 ,采用了 Trimble - GX三维激光扫描仪进行了扫描试验 ,通过对不同距离、不同扫描角度的扫描结果进行平面拟合 ,分析了拟合面精度与扫描距离、角度、扫描物表面粗糙程度的关系。 关键词 : 三维激光扫描技术 ;误差来源 ;误差分析 ;设站指导 中图分类号 : P207       文献标识码 : A    文章编号 : 1672 —1144(2012)04 —0038 —04 Error Analysis for Data of Terrestrial 3D Laser Scanner LIU Hao , ZHANGDong2yang , FENGJian( School of Earth Science and Engineering; Hohai University , Nanjing , Jiangsu 210098, China)Abstract : A brief analysis of 3D laser scanner ’ s error source is made based on its fundamental principle. The detailed analyses of the quantitative relations between single point error , coordinate component error and distance , vertical angle , and horizontal angle are made theoretically , and the error distribution rule is also summarized. Since the minimum terminating process unit in 3D laser scanning system is the point2cloud data on the same plane , the Trimble2GX 3D laser scanner is used to make the scanning experiment. By fitting the plane with diverse distances and scanning angles , the rela2tions between the fitting accuracy with the distance and angle a

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