CN101922912A - 三维激光扫描测量方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种三维激光扫描测量方法和装置。该方法主要包括：分别测量出初始测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离，根据所述各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离，按照设定的算法计算得到所述可旋转测量头的下一次的角度增量，根据所述角度增量得到下一个测量点，分别测量出所述下一个测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离。利用本发明，可以实现动态调整三维激光扫描仪在被测目标表面实施扫描时的角度增量，进而实现对被测目标表面的等分辨率扫描，提高三维激光扫描仪的测量效率和空间测量精度。

Description

三维激光扫描测量方法和装置

技术领域

本发明属于激光测量领域，具体涉及一种三维激光扫描测量方法和装置。

背景技术

三维激光扫描仪是一种通过激光测距传感器获取三维激光扫描仪和被测目标表面的各测量点之间的距离，进而获取被测目标的三维空间形体的设备。三维激光扫描仪可以实现高精度无损测量，在建筑物三维建模、矿山井下构筑物数字化、文物保护等诸多领域均具有重要应用价值。

三维激光扫描仪的测量精度主要包括：距离分辨精度和空间分辨精度两部分。其中，距离分辨率精度是指三维激光扫描仪获取可旋转测量头与被测目标表面的测量点之间距离的精确程度，主要取决于激光部件的性能；空间分辨精度是指三维激光扫描仪在被测目标的表面单位面积上测量点的数量，主要表征三维激光扫描仪复原被测目标的表面形态的细致程度。

三维激光扫描测量的执行过程主要包括：通过轴向和径向驱动装置带动可旋转测量头测量三维激光扫描仪与被测目标表面上的测量点之间的距离，再通过空间变换获取所述测量点的空间坐标。可旋转测量头旋转一个步距角，继续测量下一个测量点的空间坐标。依此过程不断扫描，就可以完成被测目标的三维空间形体。

传统的三维激光扫描仪通常采用等步距角扫描方法，即对被测目标上的一个测量点进行测距后，在轴向驱动装置或者径向驱动装置或者两种驱动装置共同作用下，按照扫描方式，带动三维激光扫描仪转动固定角度，再进行下一个测量点测距。当三维激光扫描仪对于整个三维空间或者指定区域均按所述方式扫描结束后，将存储的每个测量点的点云数据统一进行坐标映射，实现被测目标的三维空间形体的重建。

在实现本发明过程中，发明人发现上述现有技术中至少存在如下问题：在三维激光扫描测量过程中，常常存在如下情况：

被测目标表面起伏不平；

被测目标表面存在裂缝等需要重点关注的目标；

对于空穴测量，三维激光扫描仪距离各处岩壁距离不同，与表面法线夹角不同。

在这些情况下，采用等步距角扫描方法，会造成被测目标表面的各个测量点对应的分辨率不一致，三维激光扫描仪与被测目标表面的测量点的距离越远、表面的法线的夹角越大、距离反差越大，则该测量点对应的分辨率越低。反之，三维激光扫描仪与被测目标表面的测量点的距离越近、表面的法线的夹角越小、距离反差越小，则该测量点对应的分辨率越高。上述各个测量点对应的分辨率不一致将导致测量精度的降低。

比如，在矿山井下采空区三维形态测量中，可以将一台三维激光扫描仪伸入采空区内部进行三维激光扫描，从而形成采空区的三维几何形态。图1显示了三维激光扫描仪采用传统的等步距角扫描方法进行测量的效果，三维激光扫描仪在对采空区的某一个测量点进行测量，并获取该测量点的三维空间位置之后，可旋转测量头在轴向运动驱动装置或者径向运动驱动装置或者两种驱动装置的共同作用下，按照扫描方式，带动激光测距传感器移动固定角度，再进行下一个测量点测距。对于三维空间均进行上述扫描后，形成了采空区的三维点云数据，进而实现了采空区的三维重建。然而，从图1中可见，当采空区岩壁距离三维激光扫描仪很近时，采用固定步距角的方式进行测量会导致过采样，严重降低了三维激光扫描仪的测量效率；当采空区岩壁距离三维激光扫描仪很远时，采用固定步距角的方式进行测量会导致欠采样，空间分辨率过低；当采空区岩壁的法向方向与三维激光扫描仪夹角很大时，采用固定步距角的方式进行测量也会造成空间分辨率降低；当采空区的岩壁凸凹不平或者存在缝隙时，更需要一种高分辨率的扫描方式，而传统的等步距角的方式进行测量无法做到这一点。

发明内容

本发明的实施例提供了一种三维激光扫描测量方法和装置，以提高三维激光扫描仪的测量精度。

一种三维激光扫描测量方法，包括：

分别测量出初始测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离；

根据所述各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离，按照设定的算法计算得到所述可旋转测量头的下一次的角度增量；

根据所述角度增量得到下一个测量点，分别测量出所述下一个测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离。

一种三维激光扫描测量装置，包括：

初始测量点测量模块，用于分别测量出初始测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离；

角度增量计算模块，用于根据所述初始测量点测量模块得到的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离，按照设定的算法计算出所述可旋转测量头的下一次的角度增量；

下一个测量点测量模块，用于根据所述角度增量得到下一个测量点，分别测量出下一个测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过分析三维激光扫描仪与被测目标当前测量点之间的距离、相邻两次上述距离的变化量、被测目标当前测量点附近区域内的多个测量点的上述距离的方差等统计特征，可以实现动态调整三维激光扫描仪在被测目标表面实施扫描时的角度增量，进而实现对被测目标表面的等分辨率扫描，提高三维激光扫描仪的测量效率和空间测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的三维激光扫描仪采用传统的等步距角扫描方法进行测量的原理示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种自适应分辨率的三维激光扫描测量方法的实现原理示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种自适应分辨率的三维激光扫描测量方法的具体处理流程图；

图4为本发明实施例二提供的一种三维激光扫描测量装置的具体结构图。

具体实施方式

本发明实施例中，分别测量出初始测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离，根据所述各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离，按照设定的算法计算得到所述可旋转测量头的下一次的角度增量。

然后，根据所述角度增量得到下一个测量点，分别测量出所述下一个测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

实施例一

在该实施例中，使用一台三维激光扫描仪对被测目标进行扫描，获取被测目标的三维空间形体结构。上述三维激光扫描仪主要包括：主机、可旋转测量头、轴向角度测量装置、径向角度测量装置、轴向驱动装置和径向驱动装置；其中，所述可旋转测量头能够在所述轴向驱动装置和径向驱动装置的驱动下沿轴向和径向旋转，并对指向的被测目标表面的测量点进行测距，所述可旋转测量头的旋转角度由所述轴向角度测量装置和径向角度测量装置获取。

该实施例提供的一种自适应分辨率的三维激光扫描测量方法的实现原理示意图如图2所示，该方法的具体处理流程如图3所示，包括如下的处理步骤：

步骤31、测量出初始测量点所在的邻区域中的各个测量点对应的与可旋转测量头之间的距离、轴向角度测量装置和径向角度测量装置获取的测量值，以及测量点的空间坐标。

首先，获取并记录三维激光扫描仪的主机的初始空间位置和姿态。

选取被测目标表面的某个测量点为初始测量点，控制所述三维激光扫描仪上的可旋转测量头指向上述初始测量点。测量所述可旋转测量头与所述初始测量点之间的距离l，同时记录此刻所述三维激光扫描仪上的轴向角度测量装置、径向角度测量装置上获取的测量值。

在实际应用中，上述距离l可以采用多次测量值的平均值。

根据所述主机的空间位置和姿态、所述可旋转测量头与所述初始测量点之间的距离、轴向角度测量装置和径向角度测量装置获取的测量值，计算得到所述初始测量点的三维空间坐标。

然后，将所述可旋转测量头沿轴向或者沿径向或者同时沿轴向和径向旋转某一预先设定的角度增量，按照上述测量过程测量下一个测量点。

在该实施例中，需要分别测量出上述初始测量点所在的邻区域中的各个测量点对应的与可旋转测量头之间的距离、轴向角度测量装置和径向角度测量装置获取的测量值，以及测量点的空间坐标。上述初始测量点所在的邻区域根据实际情况而设置，比如，设置为以该初始测量点为中心的3×3～10×10邻域。当采用3×3邻域时，则上述邻区域中包含的测量点的总数为9个，即需要分别对包括上述初始测量点在内的9个测量点进行测量。

步骤32、根据上述初始测量点的邻区域中包含的各个测量点对应的与可旋转测量头之间的距离，计算出上述可旋转测量头的下一次的角度增量θ。

在对上述初始测量点的邻区域中包含的各个测量点都进行了测量后，需要根据各个测量点对应的与可旋转测量头之间的距离，计算出上述可旋转测量头的下一次的角度增量θ。

上述角度增量θ的计算公式如下：

$\mathrm{\θ}=k\frac{1}{(a\×l)+(b\×\mathrm{\Δl})+(c\×d)}$

上述公式中的l为最近一次测量得到的可旋转测量头与被测目标表面的测量点之间的距离，a为l的调节系数；

上述Δl为最近一次测量得到的可旋转测量头与被测目标表面的测量点之间的距离，与上一次测量得到的可旋转测量头与被测目标表面的测量点之间的距离之间的差值，b为Δl的调节系数；

上述d为上述初始测量点的邻区域中包含的各个测量点对应的与可旋转测量头之间的距离的方差，c为d的调节系数。比如，共有n个测量点，各个测量点对应的距离值为X₁，X₂...X_n，

为X₁，X₂...X_n，的平均值，则

$d=\frac{1}{n}\sqrt{({X^2}_1+{X_2}^2+...{X_n}^2)-n\stackrel{{-}^2}{X}}.$

以上述邻区域中包含的测量点的总数为9个为例，则上述初始测量点的邻区域中包含的测量点为第1到第9个测量点，即上述X₁，X₂...X_n中，n＝9，表示第1个到第9个测量点对应的距离值。

上述k为角度增量θ的整体调节系数。

在上述角度增量θ的计算过程中，可以通过分别调整所述角度增量计算公式中的a、b、c的大小来改变l、Δl、d的影响权重，可以通过调整k来调整整体角度增量。上述Δl代表了被测目标表面的法向方向与可旋转测量头的夹角，上述d代表了被测目标表面的粗糙度。

步骤33、按照上述计算出的角度增量θ，测量出下一个测量点所在的邻区域中的各个测量点对应的与可旋转测量头之间的距离，以及下一个测量点的空间坐标，进而测量得到被测目标表面的所有的测量点的三维空间坐标。

按照上述计算出的角度增量θ，将所述可旋转测量头沿轴向或者沿径向或者同时沿轴向和径向旋转某一角度增量，指向一个新的测量点，按照上述测量过程测量该新的测量点对应的与可旋转测量头之间的距离，同时记录此刻所述三维激光扫描仪上的轴向角度测量装置和径向角度测量装置上获取的测量值。

根据所述主机的空间位置和姿态、所述可旋转测量头与所述新的测量点之间的距离、轴向角度测量装置和径向角度测量装置获取的测量值，计算得到所述新的测量点的空间坐标。

然后，根据上述新的测量点的邻区域中包含的各个测量点对应的与可旋转测量头之间的距离，按照上述步骤32所描述的处理过程，计算出该新的测量点对应的上述可旋转测量头的下一次的角度增量θ。

以上述邻区域中包含的测量点的总数为9个为例，则上述新的测量点为第10个测量点，于是，上述新的测量点的邻区域中包含的测量点为第2到第10个测量点。

重复执行上述步骤31，步骤32，步骤33，测量得到被测目标表面的所有的测量点的三维空间坐标。综合各个测量点的三维空间坐标，就可以得到被测目标的三维空间形体。

本领域普通技术人员可以理解并实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是指可以通过计算机程序控制相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一个计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

实施例二

该实施例提供了一种三维激光扫描测量装置，其具体结构如图4所示，具体可以包括：

初始测量点测量模块41，用于分别测量出初始测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离；

角度增量计算模块42，用于根据所述初始测量点测量模块得到的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离，按照设定的算法计算出所述可旋转测量头的下一次的角度增量。角度增量计算模块42通过下述的计算公式计算得到所述可旋转测量头的下一次的角度增量θ

$\mathrm{\θ}=k\frac{1}{(a\×l)+(b\×\mathrm{\Δl})+(c\×d)}$

所述l为最近一次测量得到的可旋转测量头与被测目标表面的测量点之间的距离，所述a为l的调节系数；

所述Δl为最近一次测量得到的可旋转测量头与被测目标表面的测量点之间的距离，与上一次测量得到的可旋转测量头与被测目标表面的测量点之间的距离之间的差值，所述b为Δl的调节系数；

所述d为所述初始测量点的邻区域中包含的各个测量点与可旋转测量头之间的距离的方差，所述c为d的调节系数；

所述k为角度增量θ的整体调节系数。

下一个测量点测量模块43，用于根据所述角度增量得到下一个测量点，分别测量出下一个测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离。

所述的初始测量点测量模块41，具体可以包括：

第一测量处理模块411，用于获取并记录三维激光扫描仪的主机的初始空间位置和姿态；选取被测目标表面的某个测量点为初始测量点，测量所述可旋转测量头与所述初始测量点之间的距离，并且获取所述三维激光扫描仪的轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述初始测量点的三维空间坐标；

第二测量处理模块412，用于将所述可旋转测量头沿轴向或者沿径向或者同时沿轴向和径向旋转预先设定的角度增量，获取下一个测量点，测量所述可旋转测量头与所述下一个测量点之间的距离，并且获取所述三维激光扫描仪的轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述下一个测量点的三维空间坐标；

第三测量处理模块413，用于按照所述预先设定的角度增量，分别测量出所述初始测量点所在的邻区域中的各个测量点与可旋转测量头之间的距离，并且获取所述轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述初始测量点所在的邻区域中的各个测量点的三维空间坐标。

所述的下一个测量点测量模块43具体可以包括：

第四测量处理模块431，用于将所述可旋转测量头沿轴向或者沿径向或者同时沿轴向和径向旋转所述计算得到的下一次的角度增量，得到下一个测量点；测量所述可旋转测量头与所述下一个测量点之间的距离，并且获取所述三维激光扫描仪的轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述下一个测量点的三维空间坐标；

第五测量处理模块432，用于分别测量出所述下一个测量点所在的邻区域中的各个测量点与可旋转测量头之间的距离，并且获取所述轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述下一个测量点所在的邻区域中的各个测量点的三维空间坐标；

第六测量处理模块433，用于根据所述下一个测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离，按照设定的算法计算得到所述可旋转测量头的第二次的角度增量；

将所述可旋转测量头沿轴向或者沿径向或者同时沿轴向和径向旋转所述计算得到的第二次的角度增量，得到新的测量点；

测量所述可旋转测量头与所述新的测量点之间的距离，并且获取所述三维激光扫描仪的轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述新的测量点的三维空间坐标；

重复执行上述处理过程，得到所述被测目标表面的所有测量点的三维空间坐标。

综上所述，本发明实施例通过分析三维激光扫描仪与被测目标当前测量点之间的距离、相邻两次上述距离的变化量、被测目标当前测量点附近区域内的多个测量点的上述距离的方差等统计特征，可以实现动态调整三维激光扫描仪在被测目标表面实施扫描时的角度增量，进而实现对被测目标表面的等分辨率扫描，提高三维激光扫描仪的测量效率和空间测量精度。

本发明实施例可以适用于三维激光扫描仪与被测目标表面各部分距离差异大、三维激光扫描仪与被测目标表面法向夹角过大、被测目标表面凸凹不平等等实际场景。

本发明实施例在建筑物形态获取、矿山数字化、文物保护等等诸多领域均具有重要应用和推广价值。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种三维激光扫描测量方法，其特征在于，包括：

分别测量出初始测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离；

根据所述各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离，按照设定的算法计算得到所述可旋转测量头的下一次的角度增量；

根据所述角度增量得到下一个测量点，分别测量出所述下一个测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离。

2.根据权利要求1所述的三维激光扫描测量方法，其特征在于，所述的分别测量出初始测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离，包括：

获取并记录三维激光扫描仪的主机的初始空间位置和姿态；

选取被测目标表面的某个测量点为初始测量点，测量所述可旋转测量头与所述初始测量点之间的距离，并且获取所述三维激光扫描仪的轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述初始测量点的三维空间坐标；

将所述可旋转测量头沿轴向或者沿径向或者同时沿轴向和径向旋转预先设定的角度增量，获取下一个测量点，测量所述可旋转测量头与所述下一个测量点之间的距离，并且获取所述三维激光扫描仪的轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述下一个测量点的三维空间坐标；

按照所述预先设定的角度增量，分别测量出所述初始测量点所在的邻区域中的各个测量点与可旋转测量头之间的距离，并且获取所述轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述初始测量点所在的邻区域中的各个测量点的三维空间坐标。

3.根据权利要求2所述的三维激光扫描测量方法，其特征在于，所述的初始测量点所在的邻区域包括：以所述初始测量点为中心的设定范围内的区域。

4.根据权利要求1所述的三维激光扫描测量方法，其特征在于，所述的根据所述各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离，按照设定的算法计算出所述可旋转测量头的下一次的角度增量，包括：

所述可旋转测量头的下一次的角度增量θ的计算公式如下：

$\mathrm{\θ}=k\frac{1}{(a\×l)+(b\×\mathrm{\Δl})+(c\×d)}$

所述l为最近一次测量得到的可旋转测量头与被测目标表面的测量点之间的距离，所述a为l的调节系数；

所述Δl为最近一次测量得到的可旋转测量头与被测目标表面的测量点之间的距离，与上一次测量得到的可旋转测量头与被测目标表面的测量点之间的距离之间的差值，所述b为Δl的调节系数；

所述d为所述初始测量点的邻区域中包含的各个测量点与可旋转测量头之间的距离的方差，所述c为d的调节系数；

所述k为角度增量θ的整体调节系数。

5.根据权利要求1至4任一项所述的三维激光扫描测量方法，其特征在于，所述的根据所述各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离，按照设定的算法计算出所述可旋转测量头的下一次的角度增量，包括：

将所述可旋转测量头沿轴向或者沿径向或者同时沿轴向和径向旋转所述计算得到的下一次的角度增量，得到下一个测量点；

测量所述可旋转测量头与所述下一个测量点之间的距离，并且获取所述三维激光扫描仪的轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述下一个测量点的三维空间坐标；

分别测量出所述下一个测量点所在的邻区域中的各个测量点与可旋转测量头之间的距离，并且获取所述轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述下一个测量点所在的邻区域中的各个测量点的三维空间坐标。

6.根据权利要求5所述的三维激光扫描测量方法，其特征在于，所述的方法还包括：

根据所述下一个测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离，按照设定的算法计算得到所述可旋转测量头的第二次的角度增量；

将所述可旋转测量头沿轴向或者沿径向或者同时沿轴向和径向旋转所述计算得到的第二次的角度增量，得到新的测量点；

测量所述可旋转测量头与所述新的测量点之间的距离，并且获取所述三维激光扫描仪的轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述新的测量点的三维空间坐标；

重复执行上述处理过程，得到所述被测目标表面的所有测量点的三维空间坐标。

7.一种三维激光扫描测量装置，其特征在于，包括：

初始测量点测量模块，用于分别测量出初始测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离；

角度增量计算模块，用于根据所述初始测量点测量模块得到的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离，按照设定的算法计算出所述可旋转测量头的下一次的角度增量；

下一个测量点测量模块，用于根据所述角度增量得到下一个测量点，分别测量出下一个测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离。

8.根据权利要求7所述的三维激光扫描测量装置，其特征在于，所述的初始测量点测量模块，包括：

第一测量处理模块，用于获取并记录三维激光扫描仪的主机的初始空间位置和姿态；选取被测目标表面的某个测量点为初始测量点，测量所述可旋转测量头与所述初始测量点之间的距离，并且获取所述三维激光扫描仪的轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述初始测量点的三维空间坐标；

第二测量处理模块，用于将所述可旋转测量头沿轴向或者沿径向或者同时沿轴向和径向旋转预先设定的角度增量，获取下一个测量点，测量所述可旋转测量头与所述下一个测量点之间的距离，并且获取所述三维激光扫描仪的轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述下一个测量点的三维空间坐标；

第三测量处理模块，用于按照所述预先设定的角度增量，分别测量出所述初始测量点所在的邻区域中的各个测量点与可旋转测量头之间的距离，并且获取所述轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述初始测量点所在的邻区域中的各个测量点的三维空间坐标。

9.根据权利要求7所述的三维激光扫描测量装置，其特征在于：

所述的角度增量计算模块，通过下述的计算公式计算得到所述可旋转测量头的下一次的角度增量θ

$\mathrm{\θ}=k\frac{1}{(a\×l)+(b\×\mathrm{\Δl})+(c\×d)}$

所述l为最近一次测量得到的可旋转测量头与被测目标表面的测量点之间的距离，所述a为l的调节系数；

所述Δl为最近一次测量得到的可旋转测量头与被测目标表面的测量点之间的距离，与上一次测量得到的可旋转测量头与被测目标表面的测量点之间的距离之间的差值，所述b为Δl的调节系数；

所述d为所述初始测量点的邻区域中包含的各个测量点与可旋转测量头之间的距离的方差，所述c为d的调节系数；

所述k为角度增量θ的整体调节系数。

10.根据权利要求8或9所述的三维激光扫描测量装置，其特征在于，所述的下一个测量点测量模块，包括：

第四测量处理模块，用于将所述可旋转测量头沿轴向或者沿径向或者同时沿轴向和径向旋转所述计算得到的下一次的角度增量，得到下一个测量点；测量所述可旋转测量头与所述下一个测量点之间的距离，并且获取所述三维激光扫描仪的轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述下一个测量点的三维空间坐标；

第五测量处理模块，用于分别测量出所述下一个测量点所在的邻区域中的各个测量点与可旋转测量头之间的距离，并且获取所述轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述下一个测量点所在的邻区域中的各个测量点的三维空间坐标；

第六测量处理模块，用于根据所述下一个测量点所在的邻区域中的各个测量点与三维激光扫描仪的可旋转测量头之间的距离，按照设定的算法计算得到所述可旋转测量头的第二次的角度增量；

将所述可旋转测量头沿轴向或者沿径向或者同时沿轴向和径向旋转所述计算得到的第二次的角度增量，得到新的测量点；

测量所述可旋转测量头与所述新的测量点之间的距离，并且获取所述三维激光扫描仪的轴向角度测量装置和径向角度测量装置的测量值，计算得到所述新的测量点的三维空间坐标；

重复执行上述处理过程，得到所述被测目标表面的所有测量点的三维空间坐标。

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