[发明专利]一种用于三维激光扫描仪的反射靶标装置及其使用方法

说明书

本发明涉及三维激光扫描技术领域，具体涉及一种用于三维激光扫描仪的反射靶标装置及其使用方法，其中反射靶标装置包括反射靶标本体，反射靶标本体包括激光反射球体和连接底座，连接底座与激光反射球体相连接，连接底座设有与测量仪器连接头适配的连接头插孔。连接头插孔用于与CPIII连接杆连接或者用于与三脚架对中基座连接。在三维激光扫描仪作业过程中，利用该装置替代传统作业中的激光反射靶标，当安装在带有连接头的三脚架基座上时，置于已知坐标的测量控制点位上方时，可通过测量尺量获得激光反射球体球心的绝对坐标；当与CPIII连接杆连接，则该反射靶标装置上的球心位置与CPIII虚拟点位直接重合，即可获得激光反射球体的球心坐标。

技术领域

本发明涉及三维激光扫描技术领域，特别是一种用于三维激光扫描仪的反射靶标装置及其使用方法。

背景技术

三维激光扫描技术是继GNSS空间定位系统之后又一项测绘技术新突破。它通过高速激光扫描测量的方法，大面积、高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据，可以快速、大量的采集空间点位信息，为快速建立物体的三维影像模型提供了一种全新的技术手段，广泛适用于铁路、城市轨道交通、轻轨、建筑、BIM、测绘等领域。

目前绝大多数三维激光扫描仪都无法实现在特定坐标系下的定位和定向。测量作业过程中，三维激光扫描仪需要将已知控制点坐标传递至三维激光点云中，通过计算，最终获取待扫描目标对象在三维激光点云中的绝对坐标值。

传统的作业方法中，常在待扫描对象范围内布设若干平面形的激光反射靶标，然后在已知控制点上架设全站仪及反射棱镜(如型号为Leica GPH1的棱镜)，利用全站仪照准反射棱镜测量，对全站仪进行定位、定向，再利用已定位、定向的全站仪测量激光反射靶标，获得激光反射靶标的绝对坐标；然后实施三维激光扫描作业，获得包括激光反射靶标在内的待扫描目标对象的原始点云；最后通过激光反射靶标在原始点云中的相对坐标(虚拟坐标)及经全站仪测量获得的绝对坐标进行运算，获得扫描目标对象三维激光点云的绝对坐标。

在传统三维激光扫描测量方法中，欲获取待扫描目标对象三维激光点云的绝对坐标，需要布设激光反射靶标、通过全站仪测量激光反射靶标坐标，进一步经坐标转换计算来获得，工序繁杂，且容易受全站仪精度及测量误差等多方面的影响，容易造成三维激光点云绝对坐标解算精度不达标。此外，在三维激光扫描作业过程中，操作全站仪和操作三维激光扫描作业的技术人员常为同一人，在全站仪作业完成后，三维激光扫描作业环境存在棱镜遗漏在作业区域的可能，易因棱镜反射激光的能量过高而损毁三维激光扫描仪。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术欲获得待扫描目标对象在三维激光点云中的绝对坐标，需要布设若干激光反射靶标、架设全站仪及反射棱镜等辅助装置，先定向定位全站仪，测量得到激光反射靶标绝对坐标，再通过坐标运算等中间过程来获得，工序繁杂、易受全站仪精度及中间测量误差影响的问题，提供一种用于三维激光扫描仪的反射靶标装置及其使用方法，在不损耗精度和作业效率的情况下，快速实现绝对定位。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于三维激光扫描仪的反射靶标装置，包括反射靶标本体，反射靶标本体包括激光反射球体和连接底座，连接底座与激光反射球体相连接，连接底座设有与测量仪器连接头适配的连接头插孔。连接头插孔用于与CPIII连接杆连接或者用于与三脚架对中基座连接。

在三维激光扫描仪作业过程中，利用该装置替代传统作业中的激光反射靶标，该球形反射靶标能够：(1)当安装在带有连接头的三脚架基座上，将三脚架置于已知坐标的测量控制点位上方时，通过测量尺量取仪高，可直接获得激光反射球体球心的绝对坐标；(2)当与CPIII连接杆连接，并固定在已知CPIII控制点上时，则该反射靶标装置上的球心位置与CPIII虚拟点位直接重合，可直接获得激光反射球体球心的绝对坐标；(3)当位于三维激光扫描作业两个测站之间时，可以当做相邻测站点云之间的连接点。