入射角对VZ-400激光点云测量精度的影响

童 魁

（1.中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430063）

随着点云测量精度的提高，地面三维激光扫描系统在滑坡体、建筑物以及隧道等结构中的监测应用深度日益增加[1-2]，但其在工程应用过程中，将产生诸多方面的误差。瑞士联邦技术大学的Zogg博士将地面三维激光扫描系统的误差源分为激光扫描仪本身、反射目标和环境条件3类[3]。激光扫描仪作为系统的主体，测量过程的测距、测角、激光束、轴系等均会引入误差，该类误差一部分可通过仪器检校予以消除，另一部分则需通过误差理论知识予以评定。大气环境作为误差源的主要原因为：三维激光扫描仪在测量过程中，由于温度、气压、大气灰尘、障碍物等的影响，导致测量精度的损失。大气折光造成的误差可通过人为改正，其余部分误差可通过选择合适的测量时机和测量环境予以减小。反射目标是最主要的误差源，由于其大小、反射率、颜色和材料属性等的不同，影响了激光束的反射强度和角度，进而影响测量点位的精度。同时，较高的反射目标将引起高入射角测量，导致激光光斑发散变形，对点云测量精度有较大影响[4]。本文旨在针对VZ-400扫描仪设计测量方案，探究入射角对其点云测量精度的影响。

1 考虑入射角的光斑大小模型

地面三维激光扫描仪在实际工作过程中，往往因距离被测目标过近或被测目标高度过高而导致激光光束达到截止高度角。此时，入射激光光斑的直径将随着测距范围的增加而增加；……