[发明专利]一种基于多棱锥标靶的激光点云精度评估方法

说明书

本发明公开了一种基于多棱锥标靶的激光点云精度评估方法，具体涉及测绘技术领域。该方法通过在检测场内设置多个多棱锥标靶，先分别利用目标仪器和全站仪两种测量工具进行扫描，获得各多棱锥标靶的点云数据并提取平面点数据，根据平面点数据拟合确定各平面方程，解算各多棱锥顶点坐标，得到目标点的参考点坐标和测量坐标，计算外符合精度，再利用目标仪器多次扫描多棱锥标靶，获得各多棱锥标靶的多组点云数据，提取平面点数据拟合平面方程，顶点解算得到各次扫描结果确定目标点的测量坐标，计算内符合精度。本发明解决了以激光手段获取点云信息的各种仪器设备在得到低密度激光点云和不充分标靶三维数据时，精度评估结果不精确且不通用的问题。

技术领域

本发明涉及测绘技术领域，具体涉及一种基于多棱锥标靶的激光点云精度评估方法。

背景技术

随着点云技术的快速发展，点云技术已广泛运用于三维街景数据采集、道路及管线设施普查、公众安全等领域，具有非常广阔的应用前景，随之而来，用户也越来越关注测量获取的点云所能达到的实际精度，由于各领域对点云精度的要求存在差异，因此如何快速、简便地对实际获取的点云精度进行评估越来越受到技术人员的重视。

现有点云精度评估技术均是利用特征点进行评估，主要基于球标靶模具进行激光点云精度评估，通过建立标准化检测场中作为理想测试环境，将球标靶模具置于检测场内，使用传统方式在检测场中进行测量获取大量的特征点，先利用几何最小二乘拟合算法获得球心坐标并将其作为参考值，再利用目标仪器测量球标靶模具获取目标点云，通过几何最小二乘拟合算法获得球心坐标，对比两种方式测量得到的球心坐标，进行点云精度评估。

现有的点云精度评估技术为了保证测试环境具有完整的结构特征，需要建立标准化的外业检测场作为理想的测试环境，但外业检测场存在选址条件复杂、构建条件困难的不足，而且外业检测场中需要布设大量的控制点作为特征点，工作量巨大，效率较低；其次，现有点云精度评估技术中对于点云数据的提取主要采用技术人员手工操作提取几何特征点，提取数据受目标仪器的载体速度、操作人员的主观意识以及点云密度等多种因素的影响，数据提取的精确对点云精度评估产生影响，增加了评估结果的不确定性；最后，现有点云精度评估技术主要基于球标靶模具进行精度评估，但针对球标靶等既密集又较为完整的标靶模型利用测量数据拟合目标坐标时，数据获取难度大且数据质量要求高，并且，球标靶模具存在制作过程繁琐、工艺要求高、制作成本较高的问题，难以满足大规模生产的需求。

因此，需要提出一种新的点云评估方法，使得外业检测场构建简便、标靶平面特征易于识别、点云数据提取受人为影响因素影响小、数据提取快速便捷，解决实际测量过程中因人为操作导致难以从采集的点云数据中获取足够的靶标三维数据，从而影响点云精度评估的问题。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种基于多棱锥标靶的激光点云精度评估方法。

本发明具体采用如下技术方案：

一种基于多棱锥标靶的激光点云精度评估方法，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。

优选地，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；