姚吉利,贾象阳,马 宁,徐广鹏,韩保民

山东理工大学建筑工程学院,山东淄博 255049

地面激光扫描多站点云整体定向平差模型

姚吉利,贾象阳,马 宁,徐广鹏,韩保民

山东理工大学建筑工程学院,山东淄博 255049

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。

坐标转换模型;点云定向;光束法区域网平差;独立模型法;符合精度

1 引 言

地面激光扫描(terrestrial laser scanning,TLS)无论用于闭合的单个物体,还是开放的大范围地形测绘,都需通过有限视场、不同视角、不同空间分辨率的多站扫描,才能完成物体形态或地表形态测量[1]。多站点云坐标的统一通常称为拼接或匹配[2],点云拼接或匹配是将两块点云调整到一个最适基准的过程,通过两站点云的重叠区域或同名点,按照一定的数学规则进行坐标转换[2-3]。

目前点云拼接分为5大类:①文献……