基于主動式立體全景視覺傳感器的點云數(shù)據(jù)獲取技術研究.pdf

1、三維激光掃描技術，又稱為“實景復制技術”，因其可以快速、準確、無接觸地完成復雜表面的測量而受到廣泛的應用。傳統(tǒng)的三維激光掃描儀通過高速的激光掃描，大面積、高分辨率地快速獲取物體表面的三維點云數(shù)據(jù)信息，為三維信息的獲取提供了全新的技術手段。然而由于其價格昂貴，單次掃描范圍有限，數(shù)據(jù)拼接復雜等缺陷，限制了設備的應用和發(fā)展。
　　針對上述問題，本文根據(jù)全方位視覺傳感器(Omni-directional vision sensor,ODV

2、S)具有單視點、可進行水平方向360°全景成像的特性，將ODVS與可移動的面激光光源相結合，設計了一種主動式立體全景視覺傳感器(Active StereoOmni-directional Vision Sensor, ASODVS)來采集物體周邊環(huán)境的點云數(shù)據(jù)。通過設備的一次掃描，同時獲取整個場景中所有方向點云數(shù)據(jù)的空間位置信息和色彩信息，提高了點云數(shù)據(jù)采集的效率。為此，本文對ASODVS做了深入的研究，主要工作為以下三個方面:

3、　　1.以單視點的全景視覺傳感器的成像原理為基礎，設計了一種主動式立體全景視覺傳感器系統(tǒng)，通過系統(tǒng)軟件實現(xiàn)自動化獲取場景中全方位點云數(shù)據(jù)的空間信息和色彩信息，掃描流程控制及相關參數(shù)設置均在系統(tǒng)的軟件部分進行實現(xiàn)。掃描獲得的點云數(shù)據(jù)根據(jù)方位角和高度值進行有序存儲。
　　2.研究了全景點云數(shù)據(jù)采集過程中所涉及的重要技術——激光光條中心位置估計算法。對多種全景激光線提取算法進行了實驗對比，根據(jù)實驗結果，選取了最適合于本系統(tǒng)的算法。

4、>　　3.根據(jù)主動式立體全景視覺系統(tǒng)的測量原理，對系統(tǒng)的測量精度進行了分析，研究了各種因素對測量精度的影響，并針對研究結果提出了可改善系統(tǒng)測量精度的措施。
　　本文研究的貢獻與創(chuàng)新主要體現(xiàn)在:第一，減少了點云數(shù)據(jù)采集過程中的人工干預，提高了自動化程度;第二，利用ASODVS具有大視場范圍的特性一次掃描采集整個場景的點云數(shù)據(jù)，免去了多次采集點云數(shù)據(jù)后進行數(shù)據(jù)集間匹配的過程;第三，在同一坐標系下同時獲取點云的空間位置信息和色彩信息，避