地面三維激光掃描點(diǎn)云拼接影響因素分析

徐辛超，徐愛功，于 丹

(遼寧工程技術(shù)大學(xué)測(cè)繪與地理科學(xué)學(xué)院，遼寧 阜新 123000)

地面三維激光掃描點(diǎn)云拼接影響因素分析

徐辛超，徐愛功，于 丹

(遼寧工程技術(shù)大學(xué)測(cè)繪與地理科學(xué)學(xué)院，遼寧 阜新 123000)

在地面三維激光掃描儀進(jìn)行三維建模過程中，需要對(duì)不同測(cè)站的點(diǎn)云進(jìn)行拼接。為了提高不同測(cè)站點(diǎn)云拼接精度，本文開展了球形標(biāo)靶表面掃描點(diǎn)數(shù)量、標(biāo)靶的分布和數(shù)量及掃描距離4個(gè)因素對(duì)三維激光掃描儀不同測(cè)站下點(diǎn)云拼接精度的影響研究。采用法如(FOCUS)三維激光掃描儀開展了不同掃描分辨率、不同標(biāo)靶數(shù)量、不同標(biāo)靶分布和不同距離下的點(diǎn)云拼接試驗(yàn)，并采用SENCE軟件對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行了拼接精度分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，選擇兩測(cè)站的標(biāo)靶表面的掃描點(diǎn)數(shù)量大致相等，并將4個(gè)標(biāo)靶作為連接點(diǎn)，且放置在不同高度不規(guī)則排列時(shí)，點(diǎn)云拼接的精度最優(yōu)。

三維激光掃描儀；點(diǎn)云；拼接；球形標(biāo)靶；球心擬合

近年來(lái)三維激光掃描儀已經(jīng)成為測(cè)繪科學(xué)和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)，并且越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種測(cè)繪工程項(xiàng)目中[1-3]。與傳統(tǒng)測(cè)量手段相比，三維激光掃描儀在獲取點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)不再以單點(diǎn)方式進(jìn)行，可以一次性大量掃描待測(cè)物體表面的點(diǎn)云，并且數(shù)據(jù)的處理及建模也較為簡(jiǎn)單[4-6]。但是由于三維激光掃描儀每個(gè)測(cè)站獲取的點(diǎn)云都是以當(dāng)前位置為原點(diǎn)，即每個(gè)測(cè)站點(diǎn)云的原始坐標(biāo)系統(tǒng)都是獨(dú)立的，因此需要經(jīng)過點(diǎn)云拼接才可以獲得具體某一坐標(biāo)系統(tǒng)下的成果。此外，不同測(cè)站間的點(diǎn)云進(jìn)行高精度的拼接可以提高最終成果的精度，因此，開展三維激光掃描儀不同測(cè)站的點(diǎn)云拼接分析具有非常重要的意義。

三維激光掃描儀不同測(cè)站間常用的拼接方法是采用球形標(biāo)靶完成。不同數(shù)量的標(biāo)靶及不同的分布情況均會(huì)對(duì)點(diǎn)云拼接精度產(chǎn)生影響，但目前國(guó)內(nèi)這方面的研究還較少，大部分學(xué)者側(cè)重于點(diǎn)云拼接算法方面的研究[7-12]，少部分學(xué)者對(duì)三維激光掃描儀的各種指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)分析[13-15]。為此，本文開展了針對(duì)不同標(biāo)靶數(shù)量和不同標(biāo)靶分布情況的點(diǎn)云拼接試驗(yàn)，并通過大量試驗(yàn)的對(duì)比分析得出標(biāo)靶更加合理、有效、經(jīng)濟(jì)的配置方案。結(jié)果表明，通過合理的標(biāo)靶配置能提高整個(gè)測(cè)區(qū)的點(diǎn)云拼接精度。

1 基于球形標(biāo)靶的點(diǎn)云拼接原理

球形標(biāo)靶是點(diǎn)云拼接過程中常用的輔助工具?；谇蛐螛?biāo)靶的點(diǎn)云拼接原理主要包括球形標(biāo)靶的球心擬合和空間直角坐標(biāo)邊緣兩部分。

1.1 球心擬合

球形標(biāo)靶經(jīng)過掃描后可以獲取大量的掃描點(diǎn)，球心的三維坐標(biāo)需要通過對(duì)這些點(diǎn)進(jìn)行擬合得到。假設(shè)球心坐標(biāo)為(x,y,z)，球形標(biāo)靶半徑為r，掃描點(diǎn)三維坐標(biāo)分別為(xi,yi,zi)，其中i為掃描點(diǎn)個(gè)數(shù)(i=1,2,…，n)，可以得到球心位置、球形標(biāo)靶半徑和離散點(diǎn)間的函數(shù)關(guān)系為

(1)

顯然，式(1)為非線性方程，需要進(jìn)行線性化，即泰勒級(jí)數(shù)展開才可以求解球心位置和球形標(biāo)靶的半徑。將式(1)線性化并求解各項(xiàng)偏導(dǎo)數(shù)，整理得到單個(gè)離散點(diǎn)的誤差方程為

vi=2rdr+2(x-xi)dx+2(y-yi)dy+2(z-zi)dz+(F-F0)

(2)

建立所有球形標(biāo)靶表面掃描點(diǎn)的誤差方程并寫成矩陣形式為

V=AX-L

(3)

式中

在本文處理過程中，每個(gè)離散點(diǎn)均按照等權(quán)重情況來(lái)處理，則根據(jù)最小二乘原理可以求解得球心三維坐標(biāo)和球形標(biāo)靶的半徑

X=(ATA)-1ATL

(4)

1.2 空間直角坐標(biāo)變換

獲取不同測(cè)站間的連接點(diǎn)即球心坐標(biāo)后，即可進(jìn)行離散點(diǎn)云的空間直角坐標(biāo)融合轉(zhuǎn)換。傳統(tǒng)空間直角坐標(biāo)變換時(shí)一般采用七參數(shù)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即3個(gè)旋轉(zhuǎn)角(φ,ω,κ)、3個(gè)平移量(X0,Y0,Z0)和1個(gè)尺度縮放因子[16]。由于點(diǎn)云拼接一般針對(duì)同一臺(tái)掃描儀的不同測(cè)站點(diǎn)云開展，因此，本文的空間直角坐標(biāo)變換采用六參數(shù)模型，即舍棄了尺度縮放因子。具體模型為

(5)

式中，(X1,Y1,Z1)為轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)；(X2,Y2,Z2)為原始坐標(biāo)；R為3×3階的標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)正交矩陣。

在轉(zhuǎn)換參數(shù)未知的情況下需要首先根據(jù)上述模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解。很顯然，式(5)為非線性方程，需要將其進(jìn)行線性化后才能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換參數(shù)求解。根據(jù)上述模型建立誤差方程為

(6)

在上述誤差方程的基礎(chǔ)上，通過迭代求解即可得到6個(gè)轉(zhuǎn)換參數(shù)。進(jìn)行不同測(cè)站點(diǎn)云拼接即可實(shí)現(xiàn)不同測(cè)站點(diǎn)云的空間直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

2 試驗(yàn)及分析

為了研究標(biāo)靶數(shù)量和分布對(duì)點(diǎn)云拼接的影響，開展了多組試驗(yàn)，并對(duì)拼接結(jié)果進(jìn)行了分析。

2.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

本文分別設(shè)計(jì)了近距離和遠(yuǎn)距離兩種狀態(tài)下的不同標(biāo)靶分布的點(diǎn)云拼接試驗(yàn)。方案如下：

(1) 球形標(biāo)靶基本處于同一高度，并在兩測(cè)站間不規(guī)則地隨機(jī)分布，三維激光掃描儀從標(biāo)靶放置區(qū)中心左右兩側(cè)20 m和40 m附近進(jìn)行掃描。20 m距離條件下的標(biāo)靶放置如圖1所示，40 m時(shí)與其類似。

圖1 標(biāo)靶同高離散分布示意圖

(2) 球形標(biāo)靶在不同高度下，在兩測(cè)站間不規(guī)則地分布，掃描儀從標(biāo)靶放置區(qū)中心的兩側(cè)距離大約20m和40m處掃描。標(biāo)靶放置與圖1類似。

(3) 球形標(biāo)靶基本處于同一高度，并在兩測(cè)站間較為規(guī)則地分布，掃描儀從標(biāo)靶放置區(qū)中心左右兩側(cè)大約20m和40m處掃描。20m時(shí)的標(biāo)靶放置如圖2所示，40m時(shí)與其類似。

圖2 標(biāo)靶同高規(guī)則分布示意圖

(4) 球形標(biāo)靶處于不同高度，并在測(cè)站間較規(guī)則地分布，掃描儀從標(biāo)靶放置區(qū)中心左右兩側(cè)大約20m和40m處掃描。標(biāo)靶放置與圖2類似。

2.2 點(diǎn)云拼接試驗(yàn)

針對(duì)上述試驗(yàn)方案，分別研究了標(biāo)靶上的掃描點(diǎn)數(shù)量、作為連接點(diǎn)的標(biāo)靶數(shù)量、連接標(biāo)靶分布及掃描距離對(duì)拼接精度的影響。開展的試驗(yàn)均采用FAROFOCUS3D掃描儀進(jìn)行，掃描參數(shù)為點(diǎn)距離1.53mm/10m；掃描尺寸為9103×6827像素；在掃描質(zhì)量最高的情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

2.2.1 掃描點(diǎn)個(gè)數(shù)對(duì)拼接精度的影響

為了研究掃描點(diǎn)數(shù)量對(duì)拼接精度的影響，在標(biāo)靶分布不變的情況下，采用了點(diǎn)距離分別為(a)1.53mm/10m、(b)3.07mm/10m、(c)6.14mm/10m的3種分辨率開展掃描，并對(duì)采用相同標(biāo)靶進(jìn)行拼接的結(jié)果進(jìn)行了分析。表1為點(diǎn)距離逐漸增加的3次掃描結(jié)果。

表1 球形標(biāo)靶上的掃描點(diǎn)數(shù)量 個(gè)

分別從上述10個(gè)標(biāo)靶中選取掃描點(diǎn)數(shù)量較多的標(biāo)靶開展(a)、(b)、(c)3種掃描點(diǎn)距條件下的拼接試驗(yàn)，得到3～8個(gè)連接點(diǎn)下的平均拼接精度，如圖3所示。

圖3 不同掃描點(diǎn)下的拼接精度

此外，以3個(gè)球形標(biāo)靶為例，研究了在不同數(shù)量掃描點(diǎn)下的拼接誤差，如圖4所示。

圖4 3個(gè)連接標(biāo)靶點(diǎn)的拼接精度

由表1和圖3可得，以平均拼接精度最高時(shí)的4個(gè)連接點(diǎn)(5、6、7、8號(hào)作為連接標(biāo)靶)為例，當(dāng)掃描點(diǎn)距離小時(shí)，左右測(cè)站獲取的掃描點(diǎn)數(shù)量大致相當(dāng)，平均掃描點(diǎn)為552個(gè)，平均拼接誤差為2.1 mm；當(dāng)掃描距離逐漸增大時(shí)，平均掃描點(diǎn)數(shù)量降低至440和174，平均拼接誤差增大至2.2 mm和2.8 mm。當(dāng)連接標(biāo)靶數(shù)量改變時(shí)，情況類似。

由圖4可知，選擇5、6、7號(hào)標(biāo)靶和6、7、8號(hào)標(biāo)靶進(jìn)行拼接時(shí)，得到的拼接誤差大致相當(dāng)，且都比較小，而選擇4、5、6號(hào)標(biāo)靶和7、8、9號(hào)標(biāo)靶作為連接點(diǎn)時(shí)，拼接誤差明顯增大。因此，可認(rèn)為當(dāng)所選擇的連接標(biāo)靶中存在掃描點(diǎn)較少的標(biāo)靶時(shí)，拼接精度明顯降低；兩測(cè)站掃描點(diǎn)數(shù)量大致相當(dāng)且數(shù)量較多時(shí)，得到的拼接誤差最小。

2.2.2 連接標(biāo)靶數(shù)量對(duì)拼接精度的影響

本文研究了球形標(biāo)靶在相同高度規(guī)則排列(a)、不同高度規(guī)則排列(b)、相同高度不規(guī)則排列(c)、不同高度不規(guī)則排列(d)4種情況下的布置對(duì)拼接精度的影響(以下過程中均以(a)、(b)、(c)、(d)分別對(duì)應(yīng)上述4種標(biāo)靶分布情況)。此外，盡可能采用掃描點(diǎn)數(shù)量多的標(biāo)靶進(jìn)行拼接以消除掃描點(diǎn)數(shù)量的影響。圖5為標(biāo)靶布置區(qū)中心與掃描儀距離大致為20 m和40 m時(shí)，不同連接點(diǎn)下的拼接精度。

圖5 20 m時(shí)不同連接點(diǎn)的拼接誤差

由圖5可得，在20 m條件下，當(dāng)拼接點(diǎn)數(shù)量為3個(gè)時(shí)，4種分布的拼接誤差較大；連接點(diǎn)數(shù)量為4～5個(gè)時(shí)，拼接誤差較??；而連接點(diǎn)數(shù)量大于5個(gè)且逐漸增加時(shí)，拼接誤差均明顯增大。在40 m條件下，當(dāng)拼接點(diǎn)數(shù)量為3個(gè)時(shí)，4種分布的拼接誤差較大；連接點(diǎn)數(shù)量為4個(gè)時(shí)，拼接誤差最??；而連接點(diǎn)數(shù)量為5個(gè)時(shí)，標(biāo)靶不同高度不規(guī)則排列的拼接精度與4個(gè)時(shí)差別較小，而其他分布的拼接誤差明顯增大。當(dāng)連接標(biāo)靶大于5個(gè)時(shí)，拼接誤差增大趨勢(shì)更加明顯。

為了消除標(biāo)靶分布因素的影響，對(duì)上述4種標(biāo)靶布置時(shí)的拼接精度求平均值，如圖6所示。

圖6 不同數(shù)量連接點(diǎn)對(duì)拼接精度的影響

由圖6可得，20 m條件下，當(dāng)連接點(diǎn)數(shù)量分別為4、5、3、6、7、8個(gè)時(shí)，平均拼接誤差分別為1.8、2、2.4、2.7、3.6、4.6 mm；40 m條件下的情況類似。

2.2.3 標(biāo)靶分布對(duì)拼接精度的影響

本文研究了20 m和40 m條件下上述4種標(biāo)靶布置對(duì)拼接精度的影響。圖7為4、6和8個(gè)連接點(diǎn)時(shí)兩種距離條件下的平均拼接誤差。

圖7 不同連接點(diǎn)的不同分布拼接誤差

由圖7可得，在距離和標(biāo)靶點(diǎn)數(shù)量相同時(shí)，拼接精度與標(biāo)靶分布密切相關(guān)。在不同連接點(diǎn)數(shù)量和相同掃描距離時(shí)，標(biāo)靶在不同高度不規(guī)則排列時(shí)的拼接誤差均為最小。

對(duì)4、6和8個(gè)連接點(diǎn)在4種情況下的拼接誤差求平均并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。

表2 不同排列條件下的平均拼接誤差 m

由圖7和表2的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可見，相同連接點(diǎn)數(shù)量和相同距離時(shí)，標(biāo)靶在規(guī)則排列的兩種情況下的拼接精度都低于不規(guī)則排列的兩種，且不規(guī)則排列情況下，相同高度不規(guī)則排列分布時(shí)的平均拼接誤差較大，標(biāo)靶在不同高度不規(guī)則排列分布時(shí)的平均拼接誤差均為最小。

2.2.4 距離對(duì)拼接精度的影響

將三維激光掃描儀放置于標(biāo)靶區(qū)中心位置左右兩側(cè)距離大約10、20和40 m的位置，進(jìn)行上述4種情況下的布置后開始掃描。隨后對(duì)不同距離情況，采用3～8個(gè)連接點(diǎn)開展拼接試驗(yàn)，并對(duì)4種分布情況的拼接誤差求平均，然后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(消除分布帶來(lái)的影響)，得到誤差如圖8所示。

圖8 不同距離對(duì)拼接精度的影響

由圖8可得，距離對(duì)不同測(cè)站點(diǎn)云拼接精度影響較大。在不同標(biāo)靶點(diǎn)數(shù)量下，標(biāo)靶布置區(qū)域離掃描儀越近，得到的拼接結(jié)果誤差均比較小，而離掃描儀越遠(yuǎn)，得到的拼接結(jié)果誤差均比較大。表3為不同距離下的拼接誤差統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

表3 不同距離下的平均拼接誤差 m

由表3可得，當(dāng)距離由10 m變?yōu)?0 m時(shí)，拼接結(jié)果的最大誤差僅差0.6 mm，最小誤差僅差0.1 mm，平均誤差僅差0.3 mm，可認(rèn)為距離小于20 m時(shí)，當(dāng)掃描設(shè)置相同的情況下，距離對(duì)拼接精度的影響很小。但是當(dāng)距離由20 m變?yōu)?0 m時(shí)，拼接結(jié)果的最大誤差相差2.3 mm，最小誤差相差1.3 mm，平均誤差相差1.5 mm。

2.3 結(jié)果分析

開展了針對(duì)上述4種影響因素的試驗(yàn)后，在對(duì)誤差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，分別針對(duì)單個(gè)因素進(jìn)行了分析并得到以下結(jié)果：

(1) 掃描點(diǎn)數(shù)量越多，拼接精度越高。這是由于掃描點(diǎn)的數(shù)量會(huì)影響到球形標(biāo)靶的球心坐標(biāo)擬合精度，當(dāng)掃描點(diǎn)數(shù)量非常多時(shí)，擬合得到的球心精度較高；當(dāng)掃描點(diǎn)數(shù)量較少時(shí)，擬合得到的球心坐標(biāo)精度有限，進(jìn)一步影響到坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換過程中的變換參數(shù)的精度，因此，拼接點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇掃描點(diǎn)數(shù)量均衡且較多的標(biāo)靶作為連接點(diǎn)，即盡量選擇位于兩測(cè)站中間區(qū)域的標(biāo)靶作為連接點(diǎn)。

(2) 當(dāng)取4～5個(gè)標(biāo)靶作為連接點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)云的拼接精度最高，而連接點(diǎn)數(shù)量降低至3個(gè)或增加到5個(gè)以上時(shí)，不同測(cè)站點(diǎn)云的拼接精度均有所降低。這是由于采用3個(gè)連接點(diǎn)時(shí)，多余觀測(cè)數(shù)據(jù)有限，導(dǎo)致坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過程的參數(shù)求解精度較低；當(dāng)連接點(diǎn)增加到5個(gè)以上時(shí)，由于部分標(biāo)靶掃描點(diǎn)數(shù)量減小導(dǎo)致擬合的球心精度降低，從而增大了拼接誤差；當(dāng)連接點(diǎn)選擇4～5個(gè)時(shí)，球形標(biāo)靶的球心擬合精度較高，而且存在多余觀測(cè)，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解精度也比較高，因此，得到的點(diǎn)云拼接精度最高。

(3) 不同連接點(diǎn)條件下，標(biāo)靶不規(guī)則排列的精度整體高于規(guī)則排列的精度；規(guī)則排列情況下，高程對(duì)拼接結(jié)果的影響不大，而在不規(guī)則排列情況下，當(dāng)標(biāo)靶處于不同高度時(shí)的點(diǎn)云拼接精度明顯優(yōu)于標(biāo)靶基本處于同一高度的情況。這是由于當(dāng)標(biāo)靶規(guī)則排列時(shí)，觀測(cè)值中標(biāo)靶的平面坐標(biāo)可能存在較強(qiáng)的相關(guān)性，而不規(guī)則排列但高程基本處于同一平面時(shí)，觀測(cè)值中標(biāo)靶的平面坐標(biāo)雖然不相關(guān)，但高程信息可利用程度不高，導(dǎo)致坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解出現(xiàn)誤差；而標(biāo)靶處于不同高度不規(guī)則排列時(shí)，觀測(cè)值中的三維坐標(biāo)不相關(guān)，因此求解得到的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)精度最高。

(4) 當(dāng)距離為10 m和20 m時(shí)，點(diǎn)云的拼接精度差別不大，但是當(dāng)距離增加到40 m時(shí)，拼接誤差有明顯增大的趨勢(shì)。這是由于掃描距離由10 m變?yōu)?0 m時(shí)，掃描點(diǎn)數(shù)量雖然有所減少，但仍比較多，擬合得到的球心坐標(biāo)精度較高；當(dāng)距離增大到40 m時(shí)，掃描點(diǎn)數(shù)量出現(xiàn)明顯減少，得到的球心坐標(biāo)精度降低，最終影響到拼接的精度。

綜上所述，影響點(diǎn)云拼接精度最重要的因素是標(biāo)靶掃描點(diǎn)的數(shù)量和標(biāo)靶的分布，掃描點(diǎn)數(shù)量會(huì)影響到球形標(biāo)靶的球心坐標(biāo)擬合精度，而標(biāo)靶的分布和數(shù)量會(huì)影響到坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解精度。因此，當(dāng)標(biāo)靶上掃描點(diǎn)的數(shù)量較多時(shí)，最好選擇不規(guī)則排列的4～5個(gè)標(biāo)靶作為連接點(diǎn)，這樣得到的拼接精度最高，當(dāng)掃描點(diǎn)數(shù)量不足時(shí)，最好采用4個(gè)標(biāo)靶作為連接點(diǎn)，這樣得到的拼接結(jié)果較好。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文研究了球形標(biāo)靶掃描點(diǎn)數(shù)量、作為連接點(diǎn)的標(biāo)靶數(shù)量、標(biāo)靶分布及標(biāo)靶布置區(qū)與掃描儀之間的距離這4個(gè)因素對(duì)于不同測(cè)站點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接的影響。大量試驗(yàn)表明，標(biāo)靶上的掃描點(diǎn)數(shù)量和標(biāo)靶分布是影響拼接精度的主要因素，在點(diǎn)云拼接時(shí)應(yīng)盡量選擇掃描點(diǎn)數(shù)多，并且標(biāo)靶布置區(qū)左右兩測(cè)站的掃描點(diǎn)數(shù)量大致相同時(shí)為最優(yōu)。標(biāo)靶分布為不同高度不規(guī)則排列時(shí)，點(diǎn)云拼接精度最高。對(duì)于連接點(diǎn)數(shù)量因素，作為連接點(diǎn)的標(biāo)靶數(shù)量為4～5個(gè)時(shí)拼接誤差最小。此外，當(dāng)掃描距離增大時(shí)，標(biāo)靶上的掃描點(diǎn)數(shù)量會(huì)減少，也會(huì)影響到拼接精度。綜合各項(xiàng)因素的影響，當(dāng)兩測(cè)站的標(biāo)靶上的掃描點(diǎn)數(shù)量大致相等，取4～5個(gè)標(biāo)靶作為連接點(diǎn)且放置在不同高度不規(guī)則排列時(shí)，拼接效果最優(yōu)。本文研究可以為大范圍高精度三維建模提供參考。

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Study on Influence Factors of Scanning Point Cloud Registration of 3D Laser

XU Xinchao,XU Aigong,YU Dan

(College of Surveying and Geography, Liaoning Technical University, Fuxin 123000,China)

In the process of 3D modeling of terrestrial 3D laser scanner, it is necessary to splice the point cloud of different stations. In order to improve the accuracy of point cloud registration, the influence of four factors, such as the number of scanning points on the surface, the distribution and the number of targets, and the scanning distance, on the accuracy of the point cloud registration in different stations of the 3D laser scanner is studied. FOCUS 3D laser scanner was used to simulate the different point of view, the number of targets, the distribution of different targets and different points, and then, the SENCE software is used to analyze the precision of point cloud.The experimental results show that the accuracy of the point cloud stitching is the best when the number of scanning points on the target surface of the two stations is approximately equal, and the 4 targets are used to connected and placed in the irregular arrangement of different heights.

3D laser scanner; point cloud; registration; spherical target; surface fitting

徐辛超，徐愛功，于丹.地面三維激光掃描點(diǎn)云拼接影響因素分析[J].測(cè)繪通報(bào)，2017(2)：14-18.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0040.

2016-01-28；

2016-03-09

國(guó)家自然科學(xué)基金(41401535)

徐辛超(1984—)，男，講師，主要研究方向?yàn)槿S重建。E-mail：xuxinchao84@163.com

P234.4

A

0494-0911(2017)02-0014-05