彩色三維激光掃描測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、彩色三維測(cè)量技術(shù)在逆向工程設(shè)計(jì)、多媒體動(dòng)畫創(chuàng)作、科研分析以及文物、玩具等彩色模型三維數(shù)字化方面具有廣闊的應(yīng)用前景.本文基于線結(jié)構(gòu)光掃描測(cè)量原理,研制了一套彩色三維激光掃描測(cè)量系統(tǒng).系統(tǒng)可準(zhǔn)確完整地獲取物體的彩色三維信息,測(cè)量精度高于0.1mm.論文主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新性成果有: 1.深入分析和比較了各種三維測(cè)量原理,介紹了國(guó)內(nèi)外主要的非接觸三維測(cè)量技術(shù)及設(shè)備.并對(duì)參數(shù)標(biāo)定技術(shù)、顏色渲染技術(shù)、數(shù)據(jù)補(bǔ)償技術(shù)、最優(yōu)視角自動(dòng)確定技術(shù)等課題

2、相關(guān)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)概括. 2.建立了線結(jié)構(gòu)光三維掃描測(cè)量的數(shù)學(xué)模型,完成了對(duì)系統(tǒng)傳感器參數(shù)的標(biāo)定.利用半徑己知的標(biāo)準(zhǔn)球,完成對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心的標(biāo)定.并對(duì)利用部分球面點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算球心坐標(biāo)的誤差進(jìn)行了補(bǔ)償.分別利用重復(fù)掃描和延展法兩種方式提取三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的顏色信息. 3.提出了雙目線結(jié)構(gòu)光視覺(jué)傳感器光平面參數(shù)一致性標(biāo)定方法.設(shè)計(jì)平行線平板靶標(biāo),研究靶標(biāo)圖像處理流程,可自動(dòng)獲取控制點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定計(jì)算.成功地完成了左右攝像機(jī)光平面

3、參數(shù)的標(biāo)定,并將左右攝像機(jī)的測(cè)量基準(zhǔn)統(tǒng)一于共同的世界坐標(biāo)系. 4.提出了線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量盲區(qū)的背影輪廓補(bǔ)償方法.基于空間形切原理,采用改進(jìn)的兩步線段截選算法進(jìn)行背影輪廓三維測(cè)量計(jì)算,獲取物體的三維輪廓點(diǎn)數(shù)據(jù),對(duì)線結(jié)構(gòu)光掃描測(cè)量盲區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)償.對(duì)幾種實(shí)物模型進(jìn)行掃描測(cè)量以及背影輪廓補(bǔ)償測(cè)量實(shí)驗(yàn),得到完整的測(cè)量結(jié)果. 5. 研究了針對(duì)本測(cè)量系統(tǒng)的最優(yōu)視角自動(dòng)確定技術(shù).對(duì)線結(jié)構(gòu)光掃描測(cè)量和彩色圖像拍攝的最優(yōu)視角進(jìn)行分析,利用