[发明专利]一种三维激光扫描变形提取可靠性评价方法

摘要

本发明公开了一种三维激光扫描变形提取可靠性评价方法，具体是：首先对三维激光扫描误差进行系统分析，建立由光斑引起的激光点位误差模型；然后引入误差熵模型，在考虑相邻误差熵相互影响的前提下，构建相邻点位误差熵模型，通过引入投影算法，构建真实激光点云误差熵模型；最后，通过误差熵模型与变形提取可靠性的关系，构建基于误差熵的变形可靠性评价指标。在利用最邻近点搜索算法和最邻近面搜索算法实现点‑点及点‑面变形提取过程中，本发明克服了传统三维激光扫描变形提取无法评价的缺点，有助于真实反映变形提取的精度，为三维激光扫描的变形监测应用的可靠性提供了理论依据。

主权项

1.一种三维激光扫描变形提取可靠性评价方法，其特征是首先对三维激光扫描误差进行系统分析，建立由光斑引起的激光点位误差模型；然后引入误差熵模型，在考虑相邻误差熵相互影响的前提下，构建相邻点位误差熵模型，通过引入投影算法，构建真实激光点云误差熵模型；最后，通过误差熵模型与变形提取可靠性的关系，构建基于误差熵的变形可靠性评价指标；/n所述的激光点位误差模型是：/n /n式中：为旋转角和平移参数协方差矩阵；为雅克比矩；R_ig为配准参数旋转矩阵，C_car为点位置误差的协方差矩阵；为x_g方差，为x_g和y_g的协方差，为x_g和z_g的协方差，为y_g和z_g的协方差，为y_g方差，为z_g方差；[Xg,Yg,Zg]为激光点位坐标,Xg为点位坐标横向分量，Yg为点位坐标纵向分量，Zg为点位坐标竖向分量；/n采用以下方法构建相邻点位误差熵模型：/n假设相邻激光点位误差熵以下式所示：/n /n假设以第一个误差熵的中心点作为u,v,w坐标系的中心原点，则相邻误差熵在u轴方向的交点为-a_i和d+a_i,利用相邻误差椭球交点计算公式，得到相邻误差熵在u轴方向的交点为：/n /n则对于第一个误差熵，在区间[-a_i，m]内的误差熵子集大小为：/n /n对于第二个误差熵，在区间[m，d+a_i+1]内的误差熵子集大小为：/n /n根据不同误差熵子集的大小Δh₁,Δh₂,便可得到整个区间内的相邻误差熵大小，即相邻点位误差熵模型为：/n /n式中：a_i，b_i，c_i为第i个点误差熵三个半长轴长度，a_i+1，b_i+1，c_i+1为第i+1个点误差熵三个半长轴长度，d为邻近点之间的距离，m为点云的行数。/n