[发明专利]一种基于扫描点云测距、测角的定权方法

摘要

本发明提供了一种基于扫描点云测距、测角的定权方法，涉及扫描点云建模领域中点云拟合部分，其包括：首先，根据三维激光扫描仪的测量原理，由测量斜距、激光光束的水平角和竖直角得到扫描点云的坐标公式；接着，将坐标公式两边微分，通过微分表达式和协方差传播率求出点云的协方差阵；然后，将扫描点云的直角坐标系转换为相应的极坐标系，用已知的坐标值表示扫描点云的测量距离和角度；最后，由一个点位的协方差阵写出N个扫描点云的协方差阵，并根据协方差阵与协因数的关系，求解扫描点云的协因数阵。三维激光扫描点云不仅是不等精度的而且是相关的，一般的定权方式没有考虑点云间的相关性。本发明重点探讨了观测向量和系数矩阵完全相关性条件下的定权方式，与以往的定权方式相比，本发明的定权方式更完善、精度更高。

主权项

1.一种基于扫描点云测距、测角的定权方法，其特征包括以下步骤：步骤1，根据三维激光扫描仪的测量原理，由测量斜距、激光光束的水平角和竖直角构建点云的坐标公式；其中，ρ激光光束的测量斜距，为激光光束的水平角、θ为激光光束的竖直角；步骤2，将步骤1求出的点云坐标公式进行微分，通过微分表达式和协方差传播定律求出坐标点内的协方差阵；其中，σ_ρ、σ_θ、分别为测距误差、垂直角误差和水平角误差，故坐标点内协方差阵为：其中，σx2、σy2和σz2为观测值x、y、z的方差，σxy、σxz、σyz为观测值x、y、z之间的协方差。整理得：步骤3，将步骤1中扫描点云直角坐标系转换为相应的点云极坐标系，用已知的x、y、z表示出扫描点云的测量距离和角度；步骤4，由步骤2得到的1个点位的协方差阵，进一步写出N个扫描点云的协方差阵；N个扫描点云的协方差阵为：步骤5，根据步骤4中扫描点云的协方差阵，以及协方差阵和协因数阵的关系式，进一步求出扫描点云的协因数阵；其中，为一个扫描点位的协因数阵。