地面三维激光扫描点云拼接影响因素分析

作者:罗超 刊名:科学与信息化 上传者:陈桢玥

【摘要】当前,三维激光扫描技术,已被广泛应用到各种测绘工程项目中.但在诸多因素的影响下,仍有部分测绘工程项目在处理点云拼接时,存在些许问题.基于此,在本文研究中,首先展开对点云拼接原理的分析.其次,探讨地面三维激光扫描点云拼接影响因素的试验.最后,总结地面三维激光扫描点云拼接影响因素试验结果.

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TECHNOLOGY AND INFORMATION信息化技术应用 20 科学与信息化2018年7月上 地面三维激光扫描点云拼接影响因素分析 罗超 北京灵图软件技术有限公司 北京 100193 摘 要 当前,三维激光扫描技术,已被广泛应用到各种测绘工程项目中。但在诸多因素的影响下,仍有部分测绘 工程项目在处理点云拼接时,存在些许问题。基于此,在本文研究中,首先展开对点云拼接原理的分析。其次,探 讨地面三维激光扫描点云拼接影响因素的试验。最后,总结地面三维激光扫描点云拼接影响因素试验结果。 关键词 三维激光扫描;点云拼接;影响因素 前言 三维激光扫描技术在测绘科学中的应用日益广泛,与传统 测量方法相比,该技术能够大范围的获取待测物体的位置,获 取高精度点云数据。通常情况下,采用地面三维激光扫描点云 拼接,能够有效提高最终拼接成果的精度。因此,本文展开的 相关研究,具有现实性研究价值。 1 地面三维激光扫描点云拼接原理分析 在分析地面三维激光扫描点云拼接原理时,明确球形靶标 是其拼接的常用工具。因此,可以从球心拟合与空间直角坐标 边缘角度,展开对其原理分析[1]。在球心拟合角度上,经过球 形靶标扫描,能够得到较多的扫描点,通过扫描点,球心三维 坐标能够在拟合的作用下得到。在空间直角坐标变换上,通过 对测绘中不同测站点连接点的获取,明确球心坐标,同时将离 散点空间直角坐标进行融合与转换。通常情况下,传统的空间 直角坐标在变换时,多会采用七参数模型的方式完成。在测绘 期间,通过不同测站点的拼接,在减小误差的基础上转换不同 测站点云空间的直角坐标。 2 地面三维激光扫描点云拼接影响因素的试验 2.1 试验方案设计 在设计地面三维激光扫描点云拼接方案时,主要是从近距 离与远距离两个角度,实现对不同标靶分布点云拼接试验方案 的设计。地形标靶的高度基本相同,测绘地面区域中的两测站 点间呈现出不规则的分布趋势下,三维激光扫描仪在距离区中 心20m和40m的位置,进行综合性的扫描。如图1所示为靶标高 度相同且不规则的分布示意图,距离20m和40m时的标靶位置 图与其基本相同。此外,球形标靶不同高度且不规则分布环境 下,三维激光扫描仪在距离区中心20m和40m位置的扫描,与图 1基本类似。 图1 靶标高度相同且不规则的分布示意图 在球形靶标高度基本相同,测绘地面区域中的两测站点间 呈现出规则的分布趋势下,三维激光扫描仪在距离区中心20m和 40m的位置,进行综合性的扫描。如图2靶标高度相同且规则相 同的分布示意图所示。其扫描方式、位置等与上述基本相同。 图2 靶标高度相同且规则相同的分布示意图 2.2 点云拼接试验分析 点云拼接试验中,通过对试验方案的设计与制定,对连 接点的靶标数量、靶标扫描点数量等加以明确,同时对扫描拼 接精度的影响进行深入研究。本次研究试验所使用的三维激光 扫描仪,型号为FAROFOCUS 3D,扫描期间所设置的参数点 距离为1.53mm/10m。在扫描期间,应在扫描质量较高的情况 下,完成对数据的综合采集。在分析扫描点个数,对点云拼接 影响时,在保证标靶分布不变的前提下,分别采用不同的点距 离展开扫描,分别为a(1.53mm/10m)、b(3.07mm/10m)、c (6.14mm/10m)。同时,对相同靶标的拼接结果,加以分析和 探讨,得到如图3所示的不同扫描点下的拼接精度。 图3 不同扫描点下的拼接精度示意图 在点云拼接试验中,对连接靶标数量进行了综合性的分 析[2]。根据对试验方案的设计,按高度及排列规则的不同,分 为四种情况

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