[發(fā)明專利]一種可連接迷你棱鏡的多功能三維激光掃描標(biāo)靶及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810685891.7
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN109084740B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程云建;仇文革;高剛剛
• 申請（專利權(quán)）人: 成都天佑智隧科技有限公司;仇文革
• 主分類號: G01C15/02
• 分類號: G01C15/02;G01B11/24
• 代理公司: 重慶上義眾和專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50225
• 代理人: 孫人鵬

1.一種可連接迷你棱鏡的多功能三維激光掃描標(biāo)靶的使用方法，其使用的可連接迷你棱鏡的多功能三維激光掃描標(biāo)靶包括標(biāo)靶(1)、透明連接裝置(4)、棱鏡基座(3)，該標(biāo)靶(1)為五邊形結(jié)構(gòu)，在所述標(biāo)靶(1)正面設(shè)置有標(biāo)靶圖形(2)，所述棱鏡基座(3)設(shè)置在所述標(biāo)靶(1)反面，所述棱鏡基座(3)位于所述標(biāo)靶(1)的中心位置，所述透明連接裝置(4)與所述標(biāo)靶(1)其中一個(gè)側(cè)面連接；

在所述透明連接裝置(4)自由端連接三腳架(5)；

其特征在于：

包括以下步驟：

步驟1：至少選取三個(gè)標(biāo)靶，標(biāo)靶組裝完整后，將每個(gè)標(biāo)靶的正面朝向掃描儀端，反面朝向待測站；

步驟2：通過掃描儀依次測量完標(biāo)靶正面后，將掃描儀移動(dòng)至下一個(gè)待測站點(diǎn)，測量標(biāo)靶反面；

步驟3：通過最小二乘法擬合出標(biāo)靶正面的所在空間平面的數(shù)學(xué)方程；

步驟4：將每個(gè)標(biāo)靶正面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影到由它擬合的面上，然后利用凸包算法求標(biāo)靶正面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的最小外接正五邊形，將最小外接正五邊形的中心作為標(biāo)靶正面的中心點(diǎn)；

步驟5：將每個(gè)標(biāo)靶反面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影到由它擬合的面上，然后利用凸包算法求標(biāo)靶反面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的最小外接正五邊形，將最小外接正五邊形的中心作為標(biāo)靶反面的中心點(diǎn)；

步驟6：確定兩次測站中存在的公共點(diǎn)，使用羅德里格矩陣可將兩個(gè)站的點(diǎn)云數(shù)據(jù)統(tǒng)一到一個(gè)坐標(biāo)系中，完成點(diǎn)云拼接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可連接迷你棱鏡的多功能三維激光掃描標(biāo)靶的使用方法，其特征在于：上述步驟替換為以下步驟：

步驟1：至少選取三個(gè)標(biāo)靶，標(biāo)靶組裝完整后，將每個(gè)標(biāo)靶的正面朝向全站儀，反面朝向掃描儀；

步驟2：用全站儀測量每個(gè)標(biāo)靶正面的中心；

步驟3：用掃描儀掃描每個(gè)標(biāo)靶的反面，采用隨機(jī)采樣一致性算法擬合出每個(gè)標(biāo)靶反面所在空間平面的數(shù)學(xué)方程；

步驟4：將每個(gè)標(biāo)靶反面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影到由它擬合的面上，然后利用凸包算法求每個(gè)標(biāo)靶反面點(diǎn)云數(shù)據(jù)的最小外接正五邊形，將最小外接正五邊形的中心作為每個(gè)標(biāo)靶反面的中心坐標(biāo)，依據(jù)標(biāo)靶面板的厚度和每個(gè)標(biāo)靶的反面的數(shù)學(xué)表達(dá)式，將所識(shí)別的每個(gè)標(biāo)靶反面中心換算到正面中心位置；

步驟5：確定全站儀所測的三個(gè)標(biāo)靶和掃描儀所測的三個(gè)標(biāo)靶中的公共點(diǎn)，使用羅德里格矩陣法可將點(diǎn)云所在的局部坐標(biāo)系換算到全站儀所在的絕對坐標(biāo)系中，完成點(diǎn)云數(shù)據(jù)注冊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可連接迷你棱鏡的多功能三維激光掃描標(biāo)靶的使用方法，其特征在于：上述步驟替換為以下步驟：

步驟1：至少選取三個(gè)標(biāo)靶，在標(biāo)靶的棱鏡基座上安裝有迷你棱鏡，將每個(gè)標(biāo)靶的正面朝向掃描儀端，反面朝向全站儀；

步驟2：利用全站儀測量三個(gè)迷你棱鏡；

步驟3：用掃描儀掃描每個(gè)標(biāo)靶的正面，并擬合出每個(gè)標(biāo)靶正面的所在空間平面的數(shù)學(xué)方程；

步驟4：判斷掃描儀到每個(gè)標(biāo)靶的距離是否在設(shè)定值之間，如果是，則進(jìn)入下一步驟，否則，進(jìn)入到步驟6；

步驟5：依據(jù)回光強(qiáng)度信息，將標(biāo)靶正面轉(zhuǎn)化為二值圖像，依據(jù)圖像處理算法提取每個(gè)標(biāo)靶的中心坐標(biāo)，進(jìn)入步驟7；

步驟6：首先將每個(gè)標(biāo)靶正面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影到由它擬合的面上，然后利用凸包算法求每個(gè)標(biāo)靶正面點(diǎn)云數(shù)據(jù)的最小外接正五邊形，將最小外接正五邊形的中心作為每個(gè)標(biāo)靶正面的中心坐標(biāo)；

步驟7：依據(jù)迷你棱鏡組件的長度、標(biāo)靶面板的厚度和標(biāo)靶正面的數(shù)學(xué)表達(dá)式，將所識(shí)別的每個(gè)標(biāo)靶正面中心換算到迷你棱鏡中心位置；

步驟8：確定全站儀所測的迷你棱鏡和掃描儀所測的迷你棱鏡之間的公共點(diǎn)，使用羅德里格矩陣法可將點(diǎn)云所在的局部坐標(biāo)系換算到全站儀所在的絕對坐標(biāo)系中，完成點(diǎn)云數(shù)據(jù)注冊。