[發明專利]地面激光掃描儀測量地形的方法

有效

• 申請號: 201410326884.X
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104075691B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 王峰;林鴻;李長輝;黎樹禧;劉業光;陳煥然;羅峰;秦紅艷
• 申請（專利權）人: 廣州市城市規劃勘測設計研究院
• 主分類號: G01C7/04
• 分類號: G01C7/04
• 代理公司: 廣州中浚雄杰知識產權代理有限責任公司44254
• 代理人: 王新憲

1.一種基于CORS和ICP算法的地面激光掃描儀快速測量地形的方法，其特征在于，包括步驟：

步驟一：將GPS天線與掃描儀同軸連接；

步驟二：將掃描儀安裝在車輛頂部；

步驟三：外業掃描作業時，掃描儀實施360度掃描；

步驟四：基于CORS采用GPS載波相位動態實時差分法同步測量掃描儀的站心大地坐標；

步驟五：沿道路、河流對較大測區進行分塊；

步驟六：采用測站間公共地物點進行測塊粗配準；

步驟七：采用點到切平面的迭代最近點算法進行測塊內多站點云精確拼接；

步驟八：利用站心大地坐標將測塊點云轉換到大地坐標下；

步驟九：將三維點云分割為地面點和非地面點，利用地面點生成等高線；

步驟十：基于三維點云通過人機交互碎部采集和點云切片方法測制地物地貌線劃圖；

步驟十一：外業調繪、修補測，對地形線劃圖編輯整理得到地形成果。

2.根據權利要求1所述的基于CORS和ICP算法的地面激光掃描儀快速測量地形的方法，其特征在于：所述步驟三中，外業掃描作業時保證車輛靜止，掃描儀實施360度掃描；測站轉站時，車輛勻速低速移動，減低掃描儀受到的振動，不需要關閉掃描儀；為了提高測站之間的拼接精度，增加測站之間的聯系強度，測站不易距離過遠，同時要綜合考慮點云密度、掃描作業時間、地物分布。

3.根據權利要求1所述的基于CORS和ICP算法的地面激光掃描儀快速測量地形的方法，其特征在于：所述步驟四中，在能夠滿足RTK作業條件的區域，選擇平整的地方停車掃描，同步按照《全球定位系統實時動態(RTK)測量技術規范》，基于CORS采用RTK測量站心大地坐標。

4.根據權利要求1所述的基于CORS和ICP算法的地面激光掃描儀快速測量地形的方法，其特征在于：所述步驟五中，當測區作業面積較大時，為了減小測站間配準的累積誤差，測區應沿道路、河流劃分為較小測塊，按照測塊分別進行點云拼接和坐標轉換。

5.根據權利要求1所述的基于CORS和ICP算法的地面激光掃描儀快速測量地形的方法，其特征在于：所述步驟六中，以測塊為單元，采用粗拼接的方法完成整個測塊內各掃描站的拼接；粗拼接利用相鄰兩測站間公共地物點計算坐標轉換矩陣，計算方法采用七參數坐標變換法；由于點云不存在扭曲和縮放，所以點云坐標轉換為剛體變換，縮放因子為1，其他六參數包括三個角度轉換量(α、β、γ表示沿X、Y、Z軸的旋轉角)、三個坐標平移量(t_x、t_y、t_z)，點p為目標點，q為源坐標系點，轉換公式如下：

p＝Rq+T????式1

式中R表示旋轉矩陣，T表示平移矩陣。

R=cosα-sinα0sinαcosα0001cosβ0sinβ010-sinβ0cosβ1000cosγ-sinγ0sinγcosγ,T=txtytz]]>

設兩個測站點云集合P＝{p_i},Q＝{q_i},i＝1,2，…,N，以式2為目標函數采用最小二乘法計算得到R和T的最優解；

f(R,T)=Σi=1N||pi-(Rqi+T)||2→min]]>????式2。