1.一种使用多组激光跟踪仪进行定位的三维扫描方法，其特征在于：其包括以下步骤：S1：首先确定转台的旋转中心的位置，将三色靶球固定在转台上，启动转台，利用多个激光跟踪仪对三色靶球的中心进行定位，求得旋转过程中，靶球的运动轨迹形成的圆形，保存测量过程中取得的点位数值，通过求取所有点位数值的平均值确认平面中心位置，得到平面的旋转中心坐标为：

平面的旋转轴线的方向垂直于转台，方向与世界坐标系Zworld同向；

S2：将构件放置在转台上，对构件开始进行扫描，首先控制扫描器移动到滑轨的最低处，然后控制扫描器逐渐抬升，对该方向的扇面进行扫描，最终扫描器升至滑轨的最高处；

扫描过程中通过安装于三维扫描仪上的四个对称布置的超声波测距仪，控制三维扫描仪到构件表面的距离和方向，

扫描器逐渐抬升过程中，始终保持三维扫描仪相对于待测面的距离为LD，指向方向向量为 其中，LD为最佳工作距离， 的计算公式如下：其中，width为第一超声波测距仪到第二超声测距仪的距离，hight为第一超声波测距仪到第四超声测距仪的距离，D1,D2,D3和D4分别为4个超声波测距仪返回的测距距离，扫描仪相对待测面的距离为

S3：在步骤S2中的扫描器运动过程中，启动第一激光跟踪仪、第二激光跟踪仪和第三激光跟踪仪，分别跟踪识别三维扫描仪上的三个半径为r的红色发光靶球、蓝色发光靶球和绿色发光靶球，第一激光跟踪仪、第二激光跟踪仪和第三激光跟踪仪上的摄像头分别安装红、蓝、绿三种颜色的滤光片，多个激光跟踪仪通过控制各自活动盘和活动头旋转使得每个激光跟踪仪上的激光测距仪发射出的红点与对应的发光小球对应，在扫描过程中，得到扫描仪相对三色靶球组成的三角平面的变换矩阵，其具体包括以下子步骤：S31、分别计算三个激光跟踪仪的相机相对于活动盘的变换矩阵：第一激光跟踪仪的底盘绕第一激光跟踪仪坐标系z1轴旋转公式如下：第一激光跟踪仪的活动盘绕第一激光跟踪仪坐标系y1轴旋转公式如下：第一激光跟踪仪的活动盘相对于第一激光跟踪仪底盘的变换公式如下：第一激光跟踪仪的相机相对于活动盘的变换矩阵为：第二激光跟踪仪的底盘绕第二激光跟踪仪坐标系z2轴旋转公式如下：第二激光跟踪仪的活动盘绕第二激光跟踪仪坐标系y2轴旋转公式如下：第二激光跟踪仪的活动盘相对于第二激光跟踪仪底盘的变换公式如下：第二激光跟踪仪的相机相对于活动盘的变换矩阵为：第三激光跟踪仪的底盘绕第三激光跟踪仪坐标系z3轴旋转公式如下：第三激光跟踪仪的活动盘绕第三激光跟踪仪坐标系y3轴旋转公式如下：第三激光跟踪仪的活动盘相对于第三激光跟踪仪底盘的变换公式如下：第三激光跟踪仪的相机相对于活动盘的变换矩阵为：其中， 是第一激光跟踪仪的相机相对于活动盘安装时的旋转矩阵， 是第一激光跟踪仪的相机相对于活动盘安装时的偏置矩阵， 是第二激光跟踪仪的相机相对于活动盘安装时的旋转矩阵， 是第二激光跟踪仪的相机相对于活动盘安装时的偏置矩阵，是第三激光跟踪仪的相机相对于活动盘安装时的旋转矩阵， 是第三激光跟踪仪的相机相对于活动盘安装时的偏置矩阵；

S32、分别计算三个激光跟踪仪分别对扫描器上三色靶球的球心相对于世界坐标系的三维坐标：

S321、计算第一激光跟踪仪对扫描器上三个颜色的靶球的球心相对于世界坐标系的三维坐标：第一激光跟踪仪的相机相对于底盘的变换矩阵为 第一激光跟踪仪的激光测距仪相对于第一激光跟踪仪的相机的变换矩阵 其中是第一激光跟踪仪的激光测距仪相对于第一激光跟踪仪的相机安装时的旋转矩阵， 是第一激光跟踪仪的激光测距仪相对于第一激光跟踪仪的相机安装时的偏置矩阵，得到激光测距仪相对于底盘的变换矩阵 激光测距仪每次返回的距离信息为distancel11；

T

设被测点相对于激光测距仪的三维坐标pl11＝[distancel11 0 0 1] ，得出被测三维点相对于底盘的坐标 同理得出其它第一激光跟踪仪中两个激光测距仪测出的点相对于第一激光跟踪仪底盘的三维点：已知红色发光靶球的半径为r，球面上三个被测点的三维坐标分别为Pl11，Pl12,Pl13；

设红色发光靶球的球心坐标为Pred＝[Xred Yred Zred 1],带入球方程：

2 2 2 2

(X‑Xred) +(Y‑Yred) +(Z‑Zred) ＝r   (1)将三个被测点带入式(1)得到方程组：求解出红色发光靶球的球心坐标Pred＝[Xred Yred Zred 1]；

同理求解出蓝色靶球的球心坐标Pblue＝[Xblue Yblue Zblue 1]，绿色靶球的球心坐标Pgreen＝[Xgreen Ygreen Zgreen 1]；

S322、根据第一激光跟踪仪对扫描器上三个颜色的靶球的球心相对于世界坐标系的三维坐标计算，获得第二激光跟踪仪和第三激光跟踪仪对扫描器上三个颜色的靶球的球心相对于世界坐标系的三维坐标：其中第二激光跟踪仪相对于第一激光跟踪仪的变换矩阵为第三激光跟踪仪相对于第一激光跟踪仪的变换矩阵为 以第一激光跟踪仪的坐标系为世界坐标系，则第二激光跟踪仪和第三激光跟踪仪对扫描器上红蓝绿三球的球心相对于世界坐标系的三维坐标为：

S33、通过三个颜色靶球的球心相对于世界坐标系的三维坐标求得这三个靶球球心依次连接组成的三角平面trianglerbg，其中三角形平面的法向量 由红色靶球球心到蓝色靶球球心 的方向向量和红色靶球球心 到绿色靶球球心 的方向向量的叉积得到：

其中三角形的中心

S34、根据扫描器上的三个颜色靶球的球心相对于世界坐标系的三维坐标以及靶球中心组成的三角形的中心计算得到扫描仪相对于三角平面的方向向量的旋转矩阵旋转矩阵 根据三角形的法向量 相对于世界坐标系Z轴进行计算，其中Z轴的T

方向向量为[0 0 1] ，使用罗德里格斯公式计算三角形的法向量 与Z轴间的旋转向量，之后将旋转向量转换为旋转矩阵 以及相对于三角平面中心的偏置矩阵为该偏置矩阵 与三角形的中心Ptriangle的前三行的数值相等，组成扫描仪相对三角平面的变换矩阵：

S4：在S2的移动过程中，三维扫描仪不断扫描构件待测面，返回点云信息，点云中每个点相对于三维扫描仪的三维坐标为：其中，n为单次扫描点云总数量，得到点云坐标相对于激光跟踪仪的世界坐标系的转换为

S5：当S2中扫描器完成从最低到最高位置的移动时，扫描完一个扇面以后，求得该扇面沿Z轴方向的最小弧度值θmin，最小弧度值θmin的计算方式为：对点云数据沿着Z轴方向进行切片，切片平行于XOY平面,切片分为Q片，计算第q片中最大的弧度值计为θmax,q作为该片的弧度值，其中0＜q≤Q，选取所有切片中的最小弧度值；设第j次过程的最小弧度值为θmin,j(j＝1 ,2 ,3…n) ，控制转台旋转θmin,j，得到转台形成的旋转矩阵为扫描变换完的点云坐标为Pworld，i；设变换后的点云之后重复步骤S2到S5，直到n个θmin,j的和大于等于360°，完成全部表面的扫描。

2.用于权利要求1所述的使用多组激光跟踪仪进行定位的三维扫描方法的三维扫描系统，其特征在于：其包括滑轨架、多个激光跟踪仪、扫描器和转台，所述多个激光跟踪仪和扫描器均设在所述滑轨架上，所述转台设置在所述滑轨架的内部；

所述滑轨架包括多个横撑、多个纵撑、多个支撑杆和滑轨；

所述激光跟踪仪包括底盘、活动盘和活动头，所述底盘与所述活动盘的第一端连接，所述活动盘的第二端与所述活动头以转动副连接，所述活动头上设置有多个激光测距仪和相机；

所述扫描器包括三维扫描仪和机械臂，所述机械臂的第一端开设有矩形槽，所述三维扫描仪与所述机械臂的第二端以转动副连接，所述三维扫描仪上设置有多个超声测距仪和多个发光靶球；

所述转台包括平面、第一齿轮、第二齿轮和多个靶球，所述转盘与所述第一齿轮同轴连接设置，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第二齿轮的上方设置有电机与第二齿轮同轴固定连接。

3.根据权利要求2所述的三维扫描系统，其特征在于：所述机械臂包括滑轨机械臂、第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂，所述滑轨机械臂的第一端设置有矩形槽，所述滑轨机械臂的第二端与所述第一机械臂的第一端以转动副连接，所述第一机械臂的第二端与所述第二机械臂的第一端以转动副连接，所述第二机械臂的第二端与所述第三机械臂的第一端以转动副连接，所述第三机械臂的第二端与所述三维扫描仪以转动副连接。

4.根据权利要求3所述的三维扫描系统，其特征在于：所述第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和滑轨机械臂分别固定安装有第一电机、第二电机、第三电机和第四电机。

5.根据权利要求2所述的三维扫描系统，其特征在于：所述扫描器与所述滑轨移动副连接并能在所述滑轨上进行上下滑动。

6.根据权利要求2所述的三维扫描系统，其特征在于：所述滑轨的顶端设置有滑轨电机，所述滑轨在所述滑轨电机的带动下移动。

7.根据权利要求2所述的三维扫描系统，其特征在于：所述超声测距仪、激光跟踪仪、所述靶球和所述发光靶球的数量均一致。

8.根据权利要求2所述的三维扫描系统，其特征在于：所述激光跟踪仪上设置有二自由度云台用来控制所述相机的转动角度。