ارزيابي پايداري پارامترهاي مدلي پارامتريك در كاليبراسيون ليزراسكنر زميني

Investigating Stability of a Parametric Model in Calibration of Terrestrial Laser Scanners

عوامل گوناگوني بر كيفيت نتايج حاصل از ليزراسكنر زميني اثرگذارند و از آنجا كه دقت اسكنر تا حد زيادي با خطاهاي دستگاهي سيستماتيك محدود مي‌شود، بايد كاليبره شود. كاليبراسيون در عمل پيش‌نيازي است براي استخراج اطلاعات دقيق و قابل اعتماد سه‌بعدي از ابرنقاط. تاكنون مدل‌هاي مختلفي كه هر يك چند پارامتر فيزيكي را در بر مي‌گيرند براي بهبود كيفيت داده‌هاي ليزر اسكنر ارايه شده است. در ادامه بعد از مشاهده نمودار مقادير باقي‌مانده، پارامترهاي تجربي به مدل‌هاي آنها اضافه شده است. اين مسيله سبب ايجاد اين ضعف در مدل مي‌شود كه فقط براي همان دسته از مشاهده‌ها قابل استفاده‌اند، چون ممكن است اين پارامترهاي تجربي در جاي ديگري كارساز و پايدار نباشند و مي‌بايست پارامترهاي ديگري را جايگزين آنها كرد. در مطالعات گذشته نويسندگان مدل جديدي ارايه شد كه به صورت پارامتريك است و با استفاده از آن امكان كاليبراسيون ليزراسكنر به طور عام وجود دارد. ازآنجاكه پايداري پارامترهاي مدل‌ها اهميت زيادي دارد، در نوشتار حاضر براساس ساختار داخلي دستگاه، پايداري پارامترهاي يك مدل پارامتريك كه براي كاليبراسيون ابرنقاط به‌دست آمده ارايه شده است و وابستگي آنها با تغيير ساختار دستگاه به‌طور دقيق و از طريق آزمايش‌هاي متعدد در اين مقاله بررسي شده است. با محاسبه پارامترهاي مدل و ارزيابي وابستگي آنها و اعمال آنها بر داده‌هاي ابرنقاط مشاهده مي‌شود كه اين مدل با پايداري نسبي پارامترها، مي‌تواند دقت داده‌هاي ليزراسكنر زميني را بهبود بخشد.

There exist a number of factors that affect the quality laser scanner. In other words, the accuracy of a terrestrial scanner is limited extensively by systematic errors and thus must be calibrated. Indeed, calibration is a prerequisite for obtaining 3D precise and reliable data from point clouds. Until now, several models have been proposed to improve the accuracy of laser scanner data, most of which include both physical empirical parameters which are produced by observing point residuals, As a result, these models are just usable solely for those observations. The authors of have previously developed a new general parametric model based on the internal structure of laser scanner which can be used for a variety of TLS instruments. Due to of the importance of stability of parameters in a model, stability of them and the correlation between them needs to be investigated precisely, a task which is addressed thoroughly in this paper through a number of practical experiments. The results show that this model with a relative stability can improve the accuracy of TLS data. Keywords: Terrestrial Laser scanner, Calibration, Point cloud, Parametric model.