高速三維數(shù)據(jù)掃描機(jī)系統(tǒng)設(shè)計與研究.pdf

1、分類號：UDC：密級：學(xué)校代號：11845學(xué)號：2111104094廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工學(xué)碩士)高速三維數(shù)據(jù)掃描機(jī)系統(tǒng)設(shè)計與研究吳偉指導(dǎo)教師姓名、職稱：企業(yè)導(dǎo)師姓名、職稱：專業(yè)或領(lǐng)域名稱：學(xué)生所屬學(xué)院：論文答辯日期：摘要摘要隨著現(xiàn)代檢測技術(shù)的日新月異，三維測量技術(shù)逐步成為現(xiàn)代測量領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，特別是隨著圖像處理技術(shù)、激光技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展，使得光學(xué)式三維測量技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。三維數(shù)據(jù)掃描機(jī)是光學(xué)式三維測量技術(shù)

2、的一個典型應(yīng)用。傳統(tǒng)的三維數(shù)據(jù)掃描機(jī)大部分是采用點(diǎn)掃描的方式進(jìn)行測量，掃描的速度相當(dāng)慢，工作效率非常低。針對傳統(tǒng)的三維數(shù)據(jù)掃描機(jī)測量速度慢的問題，本課題提出了一種采用線掃描測量方式的三維數(shù)據(jù)掃描系統(tǒng)，在一定程度上提高了測量速度，改善了工作效率。在該系統(tǒng)中，添加了用FPGA加DSP的前期高速三維數(shù)據(jù)處理模塊，使得數(shù)據(jù)采集的速度大大提升。而在傳統(tǒng)的三維數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)中的，采集到的原始數(shù)據(jù)需要后期經(jīng)過相關(guān)算法在軟件中處理后才能變成真正的三維數(shù)據(jù)

3、。因此，該系統(tǒng)能夠很好的改善三維數(shù)據(jù)掃描機(jī)工作效率低的問題。在該系統(tǒng)的設(shè)計中，本文所論述的工作內(nèi)容主要有：(1)光學(xué)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。在這部分中，主要在光學(xué)系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)上，根據(jù)普通光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)滿足的光路條件而設(shè)計出符合要求的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以及為整個系統(tǒng)設(shè)計一個良好的工作環(huán)境。(2)系統(tǒng)工作和后期數(shù)據(jù)處理的軟件設(shè)計。根據(jù)三維數(shù)據(jù)掃描系統(tǒng)的測量流程，本文所設(shè)計的軟件可以分為兩個模塊：系統(tǒng)工作控制模塊和后期數(shù)據(jù)處理模塊。在系統(tǒng)工作模塊中，提

4、出了一種分層的軟件設(shè)計思想，由系統(tǒng)的整體特性決定了該軟件可以分為四個層次：MFC框架層、系統(tǒng)測量控制層、數(shù)據(jù)保存層、數(shù)據(jù)后期處理層。根據(jù)以上層次，并借助了MFC、OpenCV等工具設(shè)計出能夠滿足系統(tǒng)測量要求的系統(tǒng)工作控制模塊。然后，在后期數(shù)據(jù)處理模塊中，根據(jù)數(shù)據(jù)的采集情況，設(shè)計出合理的數(shù)據(jù)處理功能模塊，包括多視場數(shù)據(jù)的拼接、去噪點(diǎn)等數(shù)據(jù)處理算法的實(shí)現(xiàn)。在本文最后給出了本系統(tǒng)所測量的結(jié)果圖片，并且給出了測量所需要的時間。很有力的表明了本課