[发明专利]一种激光扫描仪的自动数字定向方法

摘要

本发明公开了一种激光扫描仪的自动数字定向方法，首先标定激光扫描仪零位指向与相机主光轴指向之间的关系；获取摄站周边的数字影像，并记录每幅影像的转台角度；利用所获取到的数字影像进行靶标球自动或辅助识别，得到所述靶标球所处的影像区域；在所述靶标球所处的影像区域进行影像匹配，得到所述靶标球中心的精确像元坐标；计算所述摄站的定向角，进行所述激光扫描仪坐标指北计算和激光点云全局坐标系变换；利用各摄站的靶标球和相邻摄站的同名特征点，进行所述全局统一坐标系下的整体平差，得到多摄站的高精度激光点云数据。该定向方法能够克服传统激光扫描仪定向时因激光点云拟合靶标球中心不精确而引起的定向偏差问题。

主权项

1.一种激光扫描仪的自动数字定向方法，其特征在于，所述方法包括：标定激光扫描仪零位指向与相机主光轴指向之间的关系；利用所述激光扫描仪进行摄站周边的激光三维扫描测量，获取摄站周边的数字影像，并记录每幅影像的转台角度；利用所获取到的数字影像进行靶标球自动或辅助识别，得到所述靶标球所处的影像区域；利用靶标球的影像模板作为基准影像，在所述靶标球所处的影像区域进行影像匹配，得到所述靶标球中心的精确像元坐标；计算所述摄站的定向角，进行所述激光扫描仪坐标指北计算和激光点云全局坐标系变换，建立多摄站的全局统一坐标系；利用各摄站的靶标球和相邻摄站的同名特征点，进行所述全局统一坐标系下的整体平差，得到多摄站的高精度激光点云数据；其中，该计算所述摄站的定向角，进行所述激光扫描仪坐标指北计算和激光点云全局坐标系变换，建立多摄站的全局统一坐标系的步骤的具体过程为：通过将数字影像变换到标准影像，计算影像上靶标球中心与影像主点间的精确视场角，得到靶标球中心相对于影像主点的水平偏移角度；利用影像的转台角度、激光扫描仪零位指向与相机主光轴指向之间的夹角，以及靶标球中心相对于影像主点的水平偏移角度，获得所述摄站的定向角；利用所述摄站的定向角、已知定向点和对中点坐标，进行所述激光扫描仪坐标指北计算和激光点云全局坐标系变换，建立多摄站的全局统一坐标系。