[发明专利]一种可连接迷你棱镜的多功能三维激光扫描标靶及其使用方法

权利要求书

1.一种可连接迷你棱镜的多功能三维激光扫描标靶的使用方法，其使用的可连接迷你棱镜的多功能三维激光扫描标靶包括标靶(1)、透明连接装置(4)、棱镜基座(3)，该标靶(1)为五边形结构，在所述标靶(1)正面设置有标靶图形(2)，所述棱镜基座(3)设置在所述标靶(1)反面，所述棱镜基座(3)位于所述标靶(1)的中心位置，所述透明连接装置(4)与所述标靶(1)其中一个侧面连接；

在所述透明连接装置(4)自由端连接三脚架(5)；

其特征在于：

包括以下步骤：

步骤1：至少选取三个标靶，标靶组装完整后，将每个标靶的正面朝向扫描仪端，反面朝向待测站；

步骤2：通过扫描仪依次测量完标靶正面后，将扫描仪移动至下一个待测站点，测量标靶反面；

步骤3：通过最小二乘法拟合出标靶正面的所在空间平面的数学方程；

步骤4：将每个标靶正面的点云数据投影到由它拟合的面上，然后利用凸包算法求标靶正面的点云数据的最小外接正五边形，将最小外接正五边形的中心作为标靶正面的中心点；

步骤5：将每个标靶反面的点云数据投影到由它拟合的面上，然后利用凸包算法求标靶反面的点云数据的最小外接正五边形，将最小外接正五边形的中心作为标靶反面的中心点；

步骤6：确定两次测站中存在的公共点，使用罗德里格矩阵可将两个站的点云数据统一到一个坐标系中，完成点云拼接。

2.根据权利要求1所述一种可连接迷你棱镜的多功能三维激光扫描标靶的使用方法，其特征在于：上述步骤替换为以下步骤：

步骤1：至少选取三个标靶，标靶组装完整后，将每个标靶的正面朝向全站仪，反面朝向扫描仪；

步骤2：用全站仪测量每个标靶正面的中心；

步骤3：用扫描仪扫描每个标靶的反面，采用随机采样一致性算法拟合出每个标靶反面所在空间平面的数学方程；

步骤4：将每个标靶反面的点云数据投影到由它拟合的面上，然后利用凸包算法求每个标靶反面点云数据的最小外接正五边形，将最小外接正五边形的中心作为每个标靶反面的中心坐标，依据标靶面板的厚度和每个标靶的反面的数学表达式，将所识别的每个标靶反面中心换算到正面中心位置；

步骤5：确定全站仪所测的三个标靶和扫描仪所测的三个标靶中的公共点，使用罗德里格矩阵法可将点云所在的局部坐标系换算到全站仪所在的绝对坐标系中，完成点云数据注册。

3.根据权利要求1所述一种可连接迷你棱镜的多功能三维激光扫描标靶的使用方法，其特征在于：上述步骤替换为以下步骤：

步骤1：至少选取三个标靶，在标靶的棱镜基座上安装有迷你棱镜，将每个标靶的正面朝向扫描仪端，反面朝向全站仪；

步骤2：利用全站仪测量三个迷你棱镜；

步骤3：用扫描仪扫描每个标靶的正面，并拟合出每个标靶正面的所在空间平面的数学方程；

步骤4：判断扫描仪到每个标靶的距离是否在设定值之间，如果是，则进入下一步骤，否则，进入到步骤6；

步骤5：依据回光强度信息，将标靶正面转化为二值图像，依据图像处理算法提取每个标靶的中心坐标，进入步骤7；

步骤6：首先将每个标靶正面的点云数据投影到由它拟合的面上，然后利用凸包算法求每个标靶正面点云数据的最小外接正五边形，将最小外接正五边形的中心作为每个标靶正面的中心坐标；

步骤7：依据迷你棱镜组件的长度、标靶面板的厚度和标靶正面的数学表达式，将所识别的每个标靶正面中心换算到迷你棱镜中心位置；

步骤8：确定全站仪所测的迷你棱镜和扫描仪所测的迷你棱镜之间的公共点，使用罗德里格矩阵法可将点云所在的局部坐标系换算到全站仪所在的绝对坐标系中，完成点云数据注册。