三维扫描点云拼接常用方法

三维扫描点云拼接常用方法

随着三维激光扫描技术的发展及在测绘行业的普及应用,越来越多的测绘工程需要采用三维激光扫描技术进行数据的采集、处理,如土石方测量、建筑物立面测绘和竣工测绘、三维建模及BIM应用等等,根据传感器工作方式的不同,三维扫描仪又分为地面架站式三维激光扫描仪、地面移动式三维激光扫描仪(主要分为手持式三维激光扫描仪和背负式移动扫描系统)以及机载Lidar。

目前,架站式三维激光扫描仪应用最为广泛,其工作时需要在待测区域的多个位置架设仪器采集点云,通常一个待测区域少则需要几个测站即可完成外业采集,多则需要几十站甚至上百站方可完成外业扫描,内业处理时需要将不同测站的点云通过一定的方式拼接成一个整体,点云拼接是三维扫描内业处理过程中的一个重要环节,常用方法主要包括:1、每个测站通过绝对坐标系下的控制点进行定位,将各个测站点云进行合并、优化处理即可拼接成一个整体,2、通过标靶进行拼接,3、在相邻测站的点云里,分别选择3个以上同名点进行拼接,4、基于视图进行自动拼接。

1、每个测站通过绝对坐标系下的控制点进行定位,将各个测站点云进行合并、优化处理即可拼接成一个整体。

该方法需要在待测区域布设足够密度和精度的控制点,保证每个测站都能观测2个及以上的控制点。对于现场空间场景较为简单的待测区域,该方法是不错的选择,若待测区域较为复杂,则需要花较大的工作量来布设控制点,此时宜考虑采用其它方式进行测站间的点云拼接。

2、通过标靶进行拼接

这种方式是应用最为普遍的拼接方式,作业时只要在相邻测站间布设两个及以上的标靶即可。标靶布设简单,效率高。

3、在相邻测站的点云里,分别选择3个以上同名点进行拼接

该方法不需要在外业现场布设控制点或标靶,在内业处理软件里,通过在两个测站的三维点云里标记三个特征点即可,该方法要求作业环境有明显可识别的棱角特征点。

4、基于视图进行自动拼接

该方法也不需要在外业现场布设控制点或标靶,节省了外业工作时间,在内业处理软件里,以某一个测站点云为基准,将相邻测站点云分别进行平移、旋转、升降,将两个测站点云里的同名空间特征进行匹配,两个测站点云只需近似吻合匹配,软件即可将两个点云进行处理合并。

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