關(guān)于提高三維激光掃描系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集性能的研究.pdf

1、三維激光掃描系統(tǒng)將光學(xué)、機(jī)械、電控、圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等諸多領(lǐng)域的知識(shí)集于一體，可以快速獲得物體表面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。本文就三維激光掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行探討，并對(duì)提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集性能進(jìn)行了深入的研究與分析。
　　 三維獲取方式一般分為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量，基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的三維激光掃描系統(tǒng)屬于非接觸式測(cè)量系統(tǒng)。三維激光掃描測(cè)量的基本原理是：激光照射到被測(cè)物體表面形成激光條紋，用左右兩側(cè)的攝像機(jī)拍攝的圖像提取激光條紋的三維

2、信息，激光發(fā)生器和左右攝像機(jī)同步圍繞被測(cè)物體旋轉(zhuǎn)，從而快速獲取被測(cè)物體表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)采用了一套快速采集物體表面數(shù)據(jù)的硬件系統(tǒng)電路，與計(jì)算機(jī)相連即可實(shí)時(shí)處理來(lái)自左右攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)，并通過(guò)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換獲取被測(cè)物體的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
　　 本文的研究工作主要集中在兩個(gè)方面：一是對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了較為深入的研究，提出了準(zhǔn)確的標(biāo)定方法。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)偏差會(huì)導(dǎo)致坐標(biāo)測(cè)量誤差，為提高測(cè)量精度，對(duì)三維激光掃描系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定

3、，以獲得盡可能準(zhǔn)確的實(shí)際結(jié)構(gòu)參數(shù)是非常必要的。結(jié)合系統(tǒng)的特點(diǎn)，深入分析了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，建立了各坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并且充分考慮了影響系統(tǒng)測(cè)量精度的攝像機(jī)畸變模型，利用Tsai兩步法對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了準(zhǔn)確的標(biāo)定。另一個(gè)方面是設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了較為實(shí)用的系統(tǒng)圖像處理模塊軟件。根據(jù)系統(tǒng)硬件電路的結(jié)構(gòu)，在VC環(huán)境下編寫動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制程序的二次開(kāi)發(fā)，控制圖像數(shù)據(jù)采集的過(guò)程。
　　 本文的新穎之處主要體現(xiàn)在：采用了一種矩形中心定位算法來(lái)