基于線激光掃描的全角度三維成像系統(tǒng).pdf

1、隨著測量手段和技術的不斷發(fā)展，測量要求和測量場景的多樣化，物體的三維輪廓測量技術發(fā)展迅速，已經廣泛應用于測繪測量、產品的逆向工程、模具設計等多個領域。在目前諸多的三維輪廓測量方法中，激光三角法三維輪廓測量是應用最廣泛最受歡迎的測量技術之一。本文所研究的三維測量系統(tǒng)，其原理是基于線激光掃描的垂直入射式激光三角法，這是一種光學主動式非接觸的三維測量方法。線激光垂直投射于待測表面，圖像采集設備和線激光的位置關系相對固定，利用移動平臺帶動物體運

2、動，實現(xiàn)線激光對被測物體表面的全掃描，對相機拍攝到的線激光在被測物體表面的變形圖像進行分析和計算，最終重建被測物體表面的三維輪廓。本論文的研究內容可分為以下四個方面:
　　(1)在激光三角法測量原理的基礎上，設計以及搭建了以線激光器、工業(yè)相機、步進電機和計算機組成的測量系統(tǒng)。
　　(2)研究了相機的針孔模型和畸變模型，對相機的標定原理和參數(shù)以及標定方法進行了闡述。根據(jù)本掃描測量系統(tǒng)的設計原理和組成架構，得出系統(tǒng)的參數(shù)標定方法

3、，包括了對相機內外參數(shù)的標定、激光光平面位置標定和平移的標定，并通過標定實驗獲得了本測量系統(tǒng)的各參數(shù)，為后續(xù)的三維掃描測量提供了依據(jù)。
　　(3)在測量系統(tǒng)的硬件平臺的基礎上，開發(fā)了本系統(tǒng)的軟件模塊，主要包括了以下4個系統(tǒng)功能的實現(xiàn):系統(tǒng)標定、圖像采集、圖像處理和三維輪廓重建，從而實現(xiàn)了系統(tǒng)從線激光掃描、圖像濾波去噪、基于灰度重心法激光光條紋中心提取、計算表面點的三維坐標、Delaunay三角剖分三維重建的全過程。
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