[发明专利]一种基于多棱锥标靶的激光点云精度评估方法

权利要求书

1.一种基于多棱锥标靶的激光点云精度评估方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1：设置标靶检测场，将k个多棱锥标靶均匀摆放在标靶检测场内，k≥2且为正整数；

步骤2，分别利用目标仪器和全站仪两种测量工具对标靶检测场内的多棱锥标靶进行单次扫描，获取各多棱锥标靶的点云数据，求解外符合精度；

步骤3，利用目标仪器对标靶检测场内的多棱锥标靶进行m次扫描，m≥2且为正整数，针对k个多棱锥标靶各自获取m组点云数据，求解内符合精度。

2.如权利要求1所述的一种基于多棱锥标靶的激光点云精度评估方法，其特征在于，所述步骤2中，具体包括以下步骤：

步骤2.1：分别利用目标仪器和全站仪两种测量工具对标靶检测场内的多棱锥标靶进行单次扫描，获取各多棱锥标靶的点云数据，确定各多棱锥标靶的三维坐标信息；

步骤2.2：利用点云可视化软件，分别针对各多棱锥标靶，从目标仪器和全站仪两种测量工具获取的三维坐标信息中提取标靶平面点，通过对标靶平面点进行平面拟合，确定多棱锥标靶各平面的平面参数和平面方程；

步骤2.3：基于超定方程原理解矛盾方程组的原理，对于任意一个多棱锥标靶进行顶点解算，先利用目标仪器测量信息确定的平面方程计算得到多棱锥的顶点坐标，将该顶点坐标设置为多棱锥标靶目标点的参考坐标(X_i,Y_i,Z_i)，再利用全站仪测量信息确定的平面方程计算得到多棱锥的顶点坐标，将该顶点坐标设置为多棱锥标靶目标点的测量坐标(x_i,y_i,z_i)，通过对各多棱锥标靶进行顶点解算，最终确定标靶检测场内k个多棱锥标靶目标点的参考点坐标为{(X_i,Y_i,Z_i),i＝1,2,3...,k}、测量坐标为{(x_i,y_i,z_i),i＝1,2,3...,k}；

步骤2.4：基于标靶检测场内k个多棱锥标靶目标点的参考坐标和测量坐标，计算外符合精度；

外符合精度计算公式如下所示：

式中，表示x轴方向的精度；表示y轴方向的精度；表示外符合高程精度；表示外符合平面精度；i表示多棱锥标靶序号。

3.如权利要求1所述的一种基于多棱锥标靶的激光点云精度评估方法，其特征在于，所述步骤3中，具体包括以下步骤：

步骤3.1：利用目标仪器对标靶检测场内的多棱锥标靶进行m次扫描，针对k个多棱锥标靶各自获取m组点云数据，得到各多棱锥标靶的m组三维坐标信息；

步骤3.2：利用点云可视化软件，针对各多棱锥标靶，从m组三维坐标信息中提取标靶平面点，通过对标靶平面点进行拟合，确定多棱锥各平面的平面参数和平面方程，得到同一多棱锥标靶的m组平面方程；

步骤3.3：基于超定方程原理解矛盾方程组的原理，利用同一多棱锥标靶经不同扫描次数确定的各组平面方程计算多棱锥的顶点坐标，并将计算的顶点坐标设置为目标点的测量坐标，通过对k个多棱锥标靶的所有平面方程进行顶点解算，计算得到m×k个目标点的测量坐标，目标点的测量坐标为{(x_ij,y_ij,z_ij),i＝1,2,3...,k，j＝1,2,3...,m}；

步骤3.4：基于标靶检测场内k个多棱锥标靶目标点的测量坐标，计算内符合精度；

内符合精度计算公式如下所示：

其中，

式中，i表示多棱锥标靶序号；表示序号为i的多棱锥标靶目标点的测量坐标中所有x轴坐标的平均值；表示序号为i的多棱锥标靶目标点的测量坐标中所有y轴坐标的平均值；表示序号为i的多棱锥标靶目标点的测量坐标中所有z轴坐标的平均值；表示x轴方向的精度；表示y轴方向的精度；表示高程精度；表示内符合平面精度。