顾及系统误差的三维激光扫描坐标转换

地面激光扫描仪设备坐标系是正交的三维直角坐标系,工程测量坐标系是用高斯平面坐标和高程来表达和研究三维实体的,不是严格正交的,用刚性三维坐标变换模型解算坐标转换参数,存在模型误差。因而本文提出了刚性化模型,顾及了归算和投影变形,以及大气折光和地球曲率等系统误差的综合影响,并在扫描区距离不同中央子午线的情况下,验证了刚性化模型可以有效消除系统误差的影响,从而保证了点云坐标转换后的精度及稳定性。     

地面三维激光扫描仪系统误差模型研究及精度分析

分析了外部观测条件对地面三维激光扫描仪测距的影响,以空间相似变换为基础,提出了自检校法的优化模型,并给出了模型解算策略。通过实验对RIEGL VZ-400地面三维激光扫描仪进行检校和测量数据改正,结果表明:将外部观测条件影响因素纳入系统误差模型中后,可以提高地面三维激光扫描仪的数据精度,从而验证了优化模型的可行性与正确性。     

一种基于平面特征的自检校误差模型研究及精度分析

针对基于点特征的地面三维激光扫描仪自检校方法需要建立检校场的问题,提出了一种通过拟合点云数据中平面几何特征来解算仪器系统误差参数的方法,构建并推导了该方法的误差模型公式,并通过实验对RIEGL VZ-400地面三维激光扫描仪进行检校。实验结果表明,经过系统误差改正后对平面的拟合效果要明显优于不考虑系统误差的拟合效果,从而验证了基于平面特征的地面三维激光扫描仪自检校方法的有效性和可行性。     

无地面控制点的车载激光扫描系统外标定方法

车载激光扫描技术能够高效率、高精度、低成本地获取城市三维地理数据,是最先进的三维地理数据获取手段之一。车载激光扫描系统的精确外标定是获取高精度车载激光点云的前提;通常采用建立三维控制场的方法对车载激光扫描仪进行外标定,该方法灵活性差,且需要耗费大量人力物力建立三维控制场。针对此,提出一种无需地面控制点的车载激光扫描系统外标定模型及参数解算方法,该方法利用车载激光扫描系统对同一地物多次扫描的激光点云需重合作为约束条件,使用LM(Levenberg-Marguardt)最优化算法解算标定参数,使用该方法对车载激光扫描系统进行了外标定,并用实测控制点验证了标定后系统的定位精度。     

地面三维激光扫描点云质量评价技术研究与展望

介绍了地面三维激光扫描误差来源和系统误差自检校方法,构建了测距测角引起的点位误差和光斑影响下的点位误差模型。阐述了利用点云误差椭球和误差熵评价点云精度方法和工程应用效果,给出了点云配准、点云简化、点云产品质量评价方法和研究进展,对地面三维激光扫描点云质量评价发展趋势进行了展望。     

地面三维激光雷达点云误差分析及校正方法

分析了地面三维激光雷达点云误差来源，提出了相应的误差校正模型。通过实测数据验证，该模型能够消除系统误差，提高了点云精度。     

相位式地面三维激光雷达实验室检校

建立了地面三维激光雷达系统误差的基本模型和参考模型,推导了平差模型。综合物理意义和经验的系统误差,利用实验室检校场,对相位式地面三维激光雷达FARO Focus3D进行了检校实验。实验得到了FARO Focus3D的系统误差改进模型,并验证了其有效性。     

基于地面三维激光扫描技术的盾构隧道竣工测量探究

分析了地面三维激光扫描系统的测量原理与数据处理方法,研究了点云数据的NURBS曲面重构方法。应用地面三维激光扫描仪采集竣工盾构隧道点云数据,构建了隧道点云模型。选取点云模型的两个横断面与设计断面进行了比较,结果表明,地面三维激光扫描技术可为隧道竣工测量提供更便捷和实用的方法。     

基于经验模态分解的GPS基线解算模型

非建模系统误差是影响高精度GPS基线解算精度的一个重要因素,文章给出基于经验模态分解的GPS基线解算模型,有效消弱系统误差对基线解的影响。在现有经验模态分解理论的基础上,定义经验模态分解的多尺度分解与重构结构,并由此给出基于经验模态的系统趋势分离模型,依据累积标准化模量的均值随尺度的变化确定系统误差与噪声分离尺度的选择标准。给出基于经验模态分解的GPS基线解算的技术路线,首先计算GPS相位双差观测方程的浮点解残差序列,分离出系统误差并用于修正GPS双差观测值,重新计算双差浮点解,采用Lambda算法固定整周模糊度,计算固定基线解,从而消弱系统误差对基线解算的影响,提高基线固定解的可靠性。并采用实测GPS数据验证模型,F-ratio指数与W-ratio指数表明系统误差消弱后,基线固定解可靠性得到明显提高,重新计算的残差序列表明系统误差得到很好的消弱。     

顾及入射偏差的地面激光扫描仪校准方法

地面激光扫描仪的测距信号可能存在入射偏差,使得入射向量和反射镜旋转轴互不平行,引起的点云误差随距离发散。此误差使用传统的全站仪系统误差模型无法校准,因此有必要考虑将测距信号的入射偏差作为扫描仪的系统误差。本文提出了一种顾及入射偏差的地面激光扫描仪系统误差模型,以及相应系统误差参数估计方法,共同构成地面激光扫描仪校准方法。公式推导表明,传统的全站仪系统误差模型是本文方法的一个特例。试验结果表明,相比传统的全站仪校准方法,本文方法将闭合差从8 cm降至1 cm。