室內(nèi)近距離三維激光掃描技術(shù)研究.pdf

1、三維激光掃描技術(shù)一直是機器視覺領(lǐng)域的研究熱點，通過對被測對象表面信息的采集，可以快速獲取其表面的三維數(shù)據(jù)，完成三維場景的重建。本文研究了基于單攝像頭和線激光的三維激光掃描技術(shù)，包括硬件平臺設(shè)計、線激光條紋提取、參數(shù)標(biāo)定和三維模型構(gòu)建以及點云數(shù)據(jù)處理四個主要部分。本文首先采用線激光器對被測物體進(jìn)行三維掃描，同時攝像頭捕獲含線激光的視頻流數(shù)據(jù)，再通過線激光條紋亞像素定位及三角測距原理獲取物體表面的點云數(shù)據(jù)，最后，對點云數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、匹配和三

2、維場景重建。論文的主要研究工作包括以下四個方面：
　　1.完成三維激光掃描硬件平臺的設(shè)計。在分析單點測距原理的基礎(chǔ)上，對線激光掃描硬件平臺進(jìn)行了理論探討，并據(jù)此對所用到的主要器件進(jìn)行選型，包括攝像頭、線激光器、舵機等，搭建了三維激光掃描平臺。
　　2.實現(xiàn)線激光條紋的識別和提取。根據(jù)線激光條紋較場景中其它物體具有更為顯著的顏色特征，提出以圖像中的紅色通道分量作為研究對象，通過自適應(yīng)閾值分割算法實現(xiàn)線激光條紋的粗提取，再用改進(jìn)

3、型加權(quán)重心法對線激光條紋進(jìn)行精確定位，保證提取精度的同時，提高了線激光條紋的提取速度。
　　3.參數(shù)標(biāo)定和三維模型構(gòu)建。分析攝像機成像模型，利用平面標(biāo)定法實現(xiàn)攝像頭參數(shù)的標(biāo)定。同時結(jié)合三角測距原理和三維激光掃描硬件平臺，分析線激光的掃描采樣特點，完成對被測物體距離的測量和場景中三維點云數(shù)據(jù)的獲取。
　　4.點云數(shù)據(jù)處理。研究點云濾波特點，利用統(tǒng)計去噪算法對原始點云數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，采用ICP（Iterative Closes