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欣晟泰(图)|三坐标维修|甘孜三坐标：

计算方法采用7参数坐标变换法。由于点云不存在扭曲和缩放，因此点云坐标转换为刚体变换，三坐标维修，缩放因子为1，其他6参数包括3个角度转换量、3个坐标平移量。

设两个测站点云集合P={pi}， Q={qi}，i=1，2，···，三坐标测量范围，N，以式(1) 为目标函数采用下限值二乘法计算得到R和T的解答，使得f(R，T) 达到下限

式中，R表示旋转矩阵;T表示平移矩阵。

2.2基于面的ICP准确匹配

为了解决ICP算法效率问题，提高算法准确度，首先对点云按下列步骤进行预处理：

(1)对测站点云包围盒按某初始边长均匀划分为立方体栅格。

(2)遍历每一个立方体栅格，将其内的点云采用下限值二乘法拟合成平面。

(3)若拟合的平面的标准偏差小于阈值，则对立方体栅格内的点云计算重心点，记录重心点的坐标和所拟合平面的法向量。

(4)否则，立方体栅格内的点云的点个数大于阈值，且立方体栅格边长大于规定晓得边长，则将该立方体栅格继续均匀细分为8个小立方体栅格，重复步骤(2)。

(5)全部立方体栅格处理完毕，产生了由含平面法向量的重心点构成的新点集。

首先按照初始边长为1m划分立体空间块，按照上述步骤对各测站内点云进行预处理，设定方块平面拟合标准偏差阈值为2cm，方块内少点个数设为100，三坐标搬迁，下限边设为20cm。

在粗拼接提供了初始配准矩阵的前提下，对预处理后的点云采用点到切平面的ICP算法[13]进行测块内多站自动准确拼接。设经上述处理后两测站新点集为P'、Q'，则目标函数为式(2)，求R'和T'的解答，使得f(R'，T') 达到下限

式中，R'为旋转矩阵；T'为平移矩阵；qi为Q'中的点；pi为P'中的点；Hpi为pi对应的切平面;D(R'qi+T'，Hpi)为点qi到切平面Hqi的距离。

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为了解决三维测量仪器的小型化问题，设计了一种数字投影结构光三维测量仪光路结构，并用Zemax软件进行了性能优化。该结构分为投影光路和照相光路，投影镜头采用反远距结构，由5片透镜组成，全视场调制传递函数大于0.35。照相镜头采用双高斯结构，甘孜三坐标，由6片透镜组成，全视场调制传递函数大于0.12。两镜头口径均小于14 mm，长度小于40 mm，像面照度均大于90%，可以对80~120 mm远的物体进行测量。投影图像像素密度为1 028×768，相机拍摄图像像素密度为1 280×960，在工作距离100 mm处可以测量28 mm×21 mm的表面。镜头全部采用球面透镜。该结构具有测量精度高、成本低、加工容易、体积小等优点。

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