




三维激光扫描技术发展
激光雷达是利用激光测距原理确定目标空间位置的新型测量仪器,通过逐点测定激光器发射信号与目标反射信号的相位(时间)差来获取激光器到目标的直线距离,再根据发射激光信号的方向和激光器的空间位置来获得目标点的空间位置。通过激光器对物体表面的密集扫描,可获得物体的三维表面模型。三维激光扫描测绘技术的测量内容是测量目标的整体三维结构及空间三维特性,并为所有基于三维模型的技术应用而服务;传统三维测量技术的测量内容是测量目标的某一个或多个离散定位点的三维坐标数据及该点三维特性。前者可以重建目标模型及分析结构特性,并且进行全1面的后处理测绘及测绘目标结构的复杂几何内容。如:几何尺寸、长度、距离、体积、面积、、结构形变,结构位移及变化关系、、分析各种结构特性等;而后者仅能测量定位点数据并且测绘不同定位点间的简单几何尺寸,如:长度、距离、点位形变、点位移等。按 照空间位置分类,三维激光扫描设备可分为:机载类和地面类。
三维激光扫描仪原理三维激光扫描仪主要由激光发1射器、接1收器、时间计数器、马达控制可旋转的滤光镜、彩色ccd相机、控制电路板、微电脑和软件等组成。激光脉冲发1射器周期地驱动激光二极管发射激光脉冲,机器零件建模,由接收透镜接受目标表面后向反射信号,产生接收信号,利用稳定的石英时钟对发射与接收时间差作计数,后面由微电脑通过软件,按照算法处理原始数据,从中计算出采样点的空间距离;通过传动装置的扫描运动,完成对物体的全1方位扫描;然后进行数据整理从而获取目标表面的点云数据。彩色ccd相机拍摄被测物体的彩色照片,记录物体的颜色信息,采用贴图技术将所摄取的物体的颜色信息匹配到各个被测点上,得到物体的彩色三维信息。
三维旋转激光扫描测量系统
目前,普通的三维激光扫描仪存在的主要问题是难以实现复杂三维图像的扫描数字化问题,如圆柱形状的石雕、木雕等。
如果设计出能够旋转扫描测量的系统,则可以有效地解决数字化设计与制造之间的衔接。这样的系统,企业投入少,见1效快,而且能够将激光扫描测头安装在数控雕刻机上,设计出能够旋转扫描测量的系统,可以有效地解决数字化设计与制造之间的衔接,充分利用现有数控设备,节省硬件成本。
为了解决复杂物体的数字化问题,同时降低企业的投入成本,我的设计方案是,在普通三维激光扫描仪的基础上,开发出能够实现360°旋转的旋转扫描测量系统,改进已有平面浮雕扫描软件,使之适用于改进后的系统。
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