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欣晟泰(图)|蔡司三坐标维护保养|巫山三坐标：

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，蔡司三坐标维护保养，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，···，N，蔡司三坐标搬迁，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，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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　结构横断面测量一般采用支距法、全站仪三维坐标法、断面仪法、三维激光扫描仪法等。

支距法

　　首先用全站仪放出线路中桩，然后依据设计给定的高度，用尺子直接量取横距和高差。

　　此方法简单、直观，但是由于测量工具简陋，对隧道环境要求较高，每一断面限界控制点又需直接测量，个别点测量困难，所以劳动强度大、测量精度低。该方法适用于洞径较小、测量精度要求较低的断面测量。内业数据处理时，需要手工将外业填写的数据逐个录入计算机的电子表格，供设计人员使用。操作起来很繁琐、枯燥，没有较好的快速处理方法。

全站仪三维坐标法

　　采用全站仪直接测取断面上限界控制点的三维坐标，并记录在全站仪的数据采集器内。

　　全站仪三维坐标法外业测量时，巫山三坐标，不用每个断面设站，可以一次性测量多个断面，仪器可架设在中线点上，蔡司三坐标回收，也可以架设在控制点上，受限制条件相对较少；内业利用软件进行数据计算，计算完成后，依据计算结果绘制横断面图，并提供限界控制点坐标、横断面尺寸以及与设计值的比较成果等一系列所需成果资料。全站仪三维坐标法进行横断面限界测量速度快、精度高、劳动强度小在限界测量中得到广泛应用。

断面仪法

　　首先用全站仪放出每个断面的线路中桩，然后在每个中桩上架设断面仪，找到垂直线路方向，对断面进行扫描。

　　此方法简单、直观，但劳动强度大、每一个断面都要设站一次，隧道底部分存在盲区。内数需要在断面图上采集设计需要的横距和高差数据，然后录入电子表格，供设计人员使用。内业繁琐，没有较好的快速处理方法。

三维激光扫描仪法

　　三维激光扫描仪是无合作目标激光测距仪与角度测量系统组合的自动化快速测量系统，在复杂的现场和空间对被测物体进行快速扫描测量，直接获得激光点所接触的物体表面的水平方向、天顶距、斜距和反射强度，自动存储并计算，获得点云数据。后处理采用商业软件进行。

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