單線激光掃描三維測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、三維激光掃描測(cè)量技術(shù)是近些年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，該技術(shù)旨在獲取被測(cè)物體的空間三維輪廓數(shù)據(jù)并進(jìn)行高精度的三維逆向建模，具有高效、快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。以激光掃描測(cè)量為代表的非接觸式三維測(cè)量不需要與被測(cè)物體接觸就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)物體表面的測(cè)量，且不會(huì)對(duì)物體表面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，因此得到了廣泛的應(yīng)用。
　　 在過(guò)去的二十多年，已經(jīng)提出了許多基于非接觸測(cè)量的物體表面的三維建模技術(shù)，但他們往往還需要復(fù)雜和昂貴的設(shè)備。現(xiàn)在，隨著三維測(cè)量硬件和軟件等系統(tǒng)組

2、件的數(shù)量迅速增加，可替代的低成本解決方案的需求量很大。因此，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)低成本、高精度的三維掃描測(cè)量系統(tǒng)具有重要的意義。
　　 本課題基于非接觸式激光三角法測(cè)量原理，通過(guò)對(duì)攝像機(jī)成像原理及標(biāo)定等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)一個(gè)低成本、高精度的可以進(jìn)行三維數(shù)據(jù)采集和快速建模的測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有簡(jiǎn)潔實(shí)用的特性。為了解決該問(wèn)題進(jìn)行了一系列研究工作，主要工作內(nèi)容如下：
　　 1.查閱有關(guān)參考文獻(xiàn)，了解三維掃描測(cè)量技術(shù)的原理，分析了激光

3、三角法測(cè)量原理和攝像機(jī)成像數(shù)學(xué)模型，對(duì)模型中圖像坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系之間的關(guān)系進(jìn)行了推導(dǎo)，對(duì)立體靶標(biāo)的標(biāo)定原理進(jìn)行研究。
　　 2.在理論分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，對(duì)掃描測(cè)量系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行介紹，并針對(duì)圖像采集、線激光運(yùn)動(dòng)控制和精密轉(zhuǎn)臺(tái)控制分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件組成和軟件控制流程。
　　 3.基于Tsai三維立體靶標(biāo)標(biāo)定模型標(biāo)定原理，制作標(biāo)定靶標(biāo)并完成測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定。結(jié)合系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)搭建了完整的實(shí)