Введение
ГЛАВА 1 Формулирование задачи внешнего ориентирования сканов и обзор существующих способов ее решения 10
1.1 Общие сведения о наземной лазерно-сканирующей съемке 10
1.1.1 Принципиальная схема работы наземной лазерно-сканирующей системы 10
1.1.2 Способы представления результатов лазерно-сканирующей съемки 13
1.2 Формулировка задачи внешнего ориентирования сканов 15
1.3 Существующие способы решения задачи внешнего ориентирования сканов 19
1.3.1 Прямой способ определения элементов внешнего ориентирования 19
1.3.2 Аналитический способ ориентирования моделей, основанный на наличии набора опорных точек 23
1.3.3 Автокорреляционное ориентирование сканов, по аналогии формы перекрывающихся участков 29
ГЛАВА 2 Внешнее ориентирование моделей на основе фиксированного набора опорных точек 33
2.1 Типы марок внешнего ориентирования 33
2.2 Определение критерия граничной интенсивности 36
2.3 Способы определения геометрического центра марок внешнего ориентирования 39
2.3.1 Способ определения центра марки, основанный на зависимости интенсивности отраженного сигнала от угла падения луча 39
2.3.2 Способ определения центра марки внешнего ориентирования как центра тяжести воксельного представления скана марки 42
2.4. Точность определения центра марки внешнего ориентирования 45
2.5 Определение погрешности элементов внешнего ориентирования при ориентировании по опорным точкам 54
2.5.1 Выбор исследуемых геометрических конфигураций марок внешнего ориентирования 55
2.5.2 Алгоритм моделирования внешнего ориентирования сканов 57
2.5.3 Выбор задаваемых значений погрешности определения марок внешнего ориентирования 59
2.5.4 Результаты моделирования внешнего ориентирования сканов 60
2.5.5 Проверка полученных зависимостей погрешности элементов внешнего ориентирования от положения марок внешнего ориентирования 68
2.6 Определение границ, соответствующих требуемой точности модели 70
2.7 Определение времени работы на станции 74
2.8 Выбор оптимального расстояния между станциями сканирования 79
ГЛАВА 3 Автокорреляционный алгоритм взаимного ориентирования моделей (icp-алгоритм) 84
3.1 Принцип ICP-алгоритма 84
3.1.1. Нахождение начального приближения между моделями 87
3.1.2 Выбор точек, участвующих в решении 90
3.1.3 Выбор области поиска и поиск соответствующих точек 92
3.2 Подготовка моделей для проведения взаимного ориентирования по ICP-алгоритму 93
3.3 Причины возникновения шумовых точек в моделях и способы их фильтрации 94
3.3.1 «Граничные» шумы 94
3.3.2 Шумы, вызываемые движущимися объектами 96
3.3.3 Одиночные шумовые точки 98
3.3.4 Шумы, вызываемые преломлением луча от отражающих поверхностей 100
3.4 Способы разряжения точечных моделей 101
3.5 Опыт создания модели отвала с ориентированием моделей по ICP-алгоритму 105
3.6 Способы оценки качества моделей, получаемых по результатам лазерно-сканирующей съемки 111
3.7 Использование теории случайных функций для оценки точности результирующей модели 114
ГЛАВА 4 Совершенствование лазерно-сканирующего хода на основе непосредственного определения элементов внешнего ориентирования 120
4.1 Особенности лазерно-сканирующей съемки подземных горных выработок 121
4.2 Лазерно-сканирующая съемка подземных горных выработок по методу лазерно-сканирующего хода 122
4.3 Недостатки и возможные альтернативы методу лазерно-сканирующего хода 125
4.4 Идея предлагаемой методики проведения лазерно-сканирующей съемки подземных горных выработок 126
4.5 Определение поправки за несоответствие высоты центра визирной марки и фазового центра сканера 130
4.6 Выполнение предлагаемой методики лазерно-сканирующей системой IMAGER 5006 133
4.7 Применение ICP-алгоритма при ориентировании сканов подземных горных выработок 143
Заключение 146
Список литературы 149
