[发明专利]一种大面积三维扫描固定测站点云数据拼接方法

说明书

本发明涉及一种大面积三维扫描固定测站点云数据拼接方法，属于三维扫描数字建造技术领域，提供了一种用于大面积三维扫描点云数据多级基点拼接方法。该方法：首先根据场地确定一级基点的位置，发散状确定各级基点的位置，在相邻基点间布置中间站点，并控制间距，完成测站布置；其次，根据测站布置架设扫描测站对场地进行扫描，中间站测站位置架设依据场地平面布置图进行调整，完成现场扫描；最后，先对各方向的基点分别进行依次拼接，以同级相邻基点或多级相邻基点为控制点，将所有中间站测站划分为多个独立区域，以同级相邻基点或多级相邻基点为原点，对各区域内的中间站测站进行拼接，拼接完成后对拼接结果仔细检查，完成点云数据拼接。

技术领域

本发明涉及三维扫描数字建造技术领域，特别涉及一种大面积三维扫描固定测站点云数据拼接方法。

背景技术

目前，三维扫描固定测站点云数据拼接主要采用根据测站扫描顺序依次拼接的方法。当扫描面积不大，测站数量不多时(50站点以下)，这种拼接方法累计拼接误差可控，整体拼接精度高；当扫描面积较大，测站数量较多时(50站点以上)，如图1所示，就会产生如下问题：

1.由于测站数量多，累计拼接误差会大大增加，首站与尾站数据无法闭合，整体点云数据无法完整拼接；2.拼接过程中，如果任意相邻两测站数据发生拼接错误，就会造成整体点云数据拼接错误，须花费大量时间差错纠偏，影响整体点云数据拼接进度因此，有必要研发一种大面积三维扫描固定测站点云数据拼接方法，大幅提高测站点云数据整体拼接的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大面积三维扫描固定测站点云数据拼接方法，以多级基点测站为参照站点对大面积三维扫描固定测站点云数据进行拼接，可有效控制累计拼接误差，大幅提高测站点云数据整体拼接的准确性。基点测站间站点拼接相对独立，检查纠偏方便省时，对整体点云数据拼接进度影响较小。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种大面积三维扫描固定测站点云数据拼接方法，包括如下步骤：

步骤S1、测站布置，包括：

步骤S11、根据场地平面布置图确定一级基点A的位置，一级基点布置在场地中心处或多方向交集处；

步骤S12、以一级基点A为原点，发散状确定二级基点B，三级基点C，四级基点D,直至N'级基点的位置，各级基点布置在多方向交集处，并控制同方向上相邻级基点间的间距；

步骤S13、在相邻基点间布置中间站点，并控制中间站点间的间距；

步骤S2、现场扫描：根据测站布置架设扫描测站对场地进行扫描，各级基点测站位置严格按照测站布置来架设，中间站测站位置架设依据场地平面布置图进行调整；

步骤S3、点云数据拼接，包括：

步骤S31、以一级基点A为起始点，先对各方向的基点分别进行依次拼接，由一级基点A到二级基点B再到三级基点C，再到四级基点D，直至N'级基点，各级基点拼接完成后对拼接结果仔细检查，确保整体点云数据拼接准确性；

步骤S32、以同级相邻基点或多级相邻基点为控制点，将所有中间站测站划分为多个独立区域，以同级相邻基点或多级相邻基点为原点，对各区域内的中间站测站进行拼接，拼接完成后对拼接结果仔细检查，确保各区域点云数据拼接准确性。

进一步地，测站布置时，同方向上相邻级基点间的间距控制在25米范围内。

进一步地，相邻中间站点间的间距控制在25米范围内。

进一步地，累计拼接误差的计算公式为：其中，N为基点测站的数量；i为单站拼接误差，单位为毫米；δ_t为累计拼接误差，单位为毫米。

与现有技术相比，本发明有益的技术效果在于：