杨占立，范百兴，西　勤，王瑞鹏

(信息工程大学，河南 郑州 450001)



TLS算法在参考球标定场中的应用

杨占立，范百兴，西勤，王瑞鹏

(信息工程大学，河南 郑州 450001)

摘要：精密工程测量领域，对仪器有着极高的要求，需要定期对仪器的各项性能指标进行检定。仪器的检定和精度标定都需要有一定的基准，并用来评价仪器的性能。文中以球体为基准建立空间标定场，提出利用TLS(整体最小二乘平差)算法拟合球面的方法，并对比分析该方法的可行性；提出在满足精度要求下，参考球的选择方法；理论加实例分析，验证该方法的合理性。

关键词：算法；参考球；基准；仪器检定

空间中测量4个不共面的点，能够拟合得到参考球面在测量坐标系下的方程，但是对于测量精度要求极高的条件下，就需要对参考球进行多余表面点测量，增加多余观测来获取最佳的方程参数值。参考球在测量领域有着重要的应用，特别是扫描仪的点云拼接及检定；针对不同精度的测量仪器，通过对参考球进行测量，拟合球面方程来对测量仪器的精度进行检定或者评定，如激光跟踪仪的动态测量精度分析等。目前，高精度的参考球造价非常昂贵，考虑到经济性，本文提出采用参考球选定的方法来建立空间标定场；最大程度提高测量精度，对参考球的拟合算法进行改进，提出TLS(整体最小二乘)拟合球面方程的算法，并对比分析，验证该算法的可行性。

1参考球面的空间方程

在空间中，利用参考球面可以获取较多的点位信息，例如可以利用三维激光扫描仪扫描参考球，并进行仪器的检验和精度评定。……