激光扫描仪三维成像技术研究

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毕业论文

1绪论.2

1.1课题研究背景和研究意义2

1.2三维激光扫描仪的研究现状简介4

1.3三维激光扫描仪的应用5

2激光三维扫描仪及数据采集原理5

2.1获取三维信息的方法5

2.2激光扫描系统分类.6

2.3三维光扫描系统的数据获取基本原理.7

2.4激光扫描方式.7

2.5激光测距原理.9

3系统硬件软件结构.10

3.1系统硬件构成和控制过程10

3.2三维扫描系统管理界面软件开发16

3.3数据采集处理介绍.26

4软件串口通信测试以及实验结果31

4.1建立串口通信测试环境32

4.2编写测试程序和仿真测距功能33

4.3运行测试软件结果.35

4.4实际物体扫描实验结果37

4.5实验总结以及数据采集的问题39

结论41

致谢43

参考文献.44
1 绪论从激光的发明到现在，激光在工业和生活中逐渐起了重要角色。然而，随着传感器技术和计算机技术的迅速发展，设备成本因此大大降低，使得激光测距的三维扫描技术开始渗透到各个学科和领域并得到重要地位。就当前时间对测量以及通信的应用来看，激光应为速度快、稳定性好、可靠性等都显得优势。在测量领域中，激光测距仪被定义为一种非接触测量方法，所以方便性、安全性、准确性都成为它的特点。激光测距仪在结合于机械光学装置系统可以提供对物体实现非接触获取更多物体信息，此系统定义为激光扫描仪。激光扫描的最主要应用是获取物体表面的信息，得到的数据是二维数据也可能是三维数据，且得到的数据均为云点集合数据。在软件补助处理下，可以应用表面重构建构物体表面的形状。在实际应用中这种处理越来越普遍，尤其是假体设计、快速原型以及逆向工程等领域。激光三维扫描技术的重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。本文将就概括介绍利用激光扫描的方法手段、测距扫描仪的基本结构、以及软件编程上面的重点，源]自{751·~论\文}网·www.751com.cn/ 最后是对于点云处理的一些主要概念。在设计过程中，特别注意的是建立对激光三维扫描系统的理解概念，在已有平台上学习系统硬件构成，其熟悉在 Visual Studio 上编写应用管理界面。为了方便快捷编程，本文也将涉及到如何使用Qt库和 VTK库实现云点显示和初步处理方法。另，为了快速编写测试软件以及测试数据处理方法，本文也会介绍基于python 仿真程序模拟设备转发信息并测试软件中的功能。关于点云数据的后期处理，比如：建网、表面重构、噪声处理、填补缺陷、分割等技术，由于涉及到大量的计算机处理算法，本论文只能提到一些概念，不当做为重点。