三維旋轉激光掃描測量系統(tǒng)的設計
3 系統(tǒng)構成
圖3是三維旋轉激光掃描系統(tǒng)的測量平臺,x軸左右運動,向左為正向;y軸前后運動,向前為正向;z軸上下運動,向上為正;三軸之間互相垂直;數(shù)控轉臺安裝在沿y軸運動的花崗巖工作臺面上。激光測頭隨x軸的拖板一起運動。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/194944.htm
在該平臺上有兩種測量方式,一種是邊測量邊旋轉,被測物體旋轉360°就能測量物體全部外表面的形狀,該種方法適合測量回轉體或近似回轉體;另一種方法是一次測量全部朝向光線的外表面,然后再轉到下一個需要測量的方位,全部外表面從幾個方位就可以測量完畢,這種方法適合形狀較為規(guī)則的多面體。
在該系統(tǒng)中,數(shù)控轉臺可以獲得被測物體的旋轉角度,測量的數(shù)據(jù)點繞轉臺中心軸線可以自動拼合,其拼合精度取決于轉臺中心軸線的精確標定。
系統(tǒng)分為硬件、軟件兩大部分,硬件部分除機械測量平臺、激光測頭外,還包括步進電機與步進電機驅動器、工控機以及插在工控機主板上的圖像采集卡和運功控制卡。圖像采集卡將CCD攝像機拍攝的視頻信號轉換為計算機能夠處理的數(shù)字圖像。步進電機驅動器可以設置脈沖的細分數(shù),并從運動控制卡獲取脈沖與運動方向信息,驅動步進電機運動。
軟件部分包括測量與數(shù)據(jù)處理兩部分,測量部分的軟件功能主要是控制運動、圖像獲取、圖像處理以及坐標換算,完成表面形狀的數(shù)字化過程。數(shù)據(jù)處理主要包括測量數(shù)據(jù)的平滑、光順、網(wǎng)格建模、顯示、縮放等功能,完成表面形狀的重構過程。
在系統(tǒng)設計過程中,轉臺中心軸線標定和多視拼合及重疊數(shù)據(jù)區(qū)域的處理是影響測量結果的2個重要因素,下面簡單介紹這兩部分的設計思路。
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