[发明专利]一种基于点云光斑面积的定权方法

摘要

本发明提供了一种基于点云光斑面积的定权方法，属于三维建模领域中提高点云拟合精度的方法。技术特征在于：(1)根据激光光束的发散角以及激光源到达光斑的距离构建函数，求出光斑的投影面；(2)再由投影面、光斑面积和激光光束入射角的关系，反算出光斑面积，并进一步求出光斑直径；(3)根据正态分布的3σ原则，对光斑面积大小引起的点位误差进行定义，得出被扫描物体外观形状对扫描精度影响的定量表达式；(4)通过定量表达式建立三维激光扫描的点位精度模型，确定权阵。优点是：本发明考虑了物体外观特性对光束形成的光斑面积的影响，分析了光斑面积与扫描点位精度的关系，在此基础上定权，更符合三维激光扫描的点云特性，并可以有效的提高点云的拟合精度。

主权项

1.一种基于点云光斑面积的定权方法，其特征包括以下步骤：步骤1，根据激光光束的发散角以及激光源到达光斑的距离构建函数，求出光斑的投影面；S┴＝πρ2sin2(ε/2)  (1)其中，α已知光束的入射角，S入射激光光束到达物体表面的光斑面积，ε光束发散角，S_┴光斑的投影面积，ρ激光源到光斑的距离；步骤2，将步骤1求出的光斑投影面与激光光束的入射角构建函数，求出入射激光光束在物体表面形成的光斑面积；S⊥＝Scosα  (2)S＝πρ2sin2(ε/2)/cosα  (3)步骤3，考虑光斑面积与被扫描物体外观特性对点位精度的影响，结合步骤2求出的点云光斑面积，建立光斑面积和光斑直径的数学表达式，推出光斑面积的直径；步骤4，根据正态分布的3σ原则以及步骤3求出的光斑直径，对光斑大小引起的点位误差进行定义，得出被扫描物体外观形状对扫描精度影响的定量表达式；步骤5：将步骤4获得的表达式建立点位精度模型，确定权阵；Pi＝σi  (6) 。