自定位流動式快速掃描測量及大尺寸組合方法研究.pdf

1、重大裝備的制造過程都需要精密測量來保證，三維坐標(biāo)測量是最主要的測量手段。其中單點(diǎn)坐標(biāo)測量發(fā)展成熟，但是由于其測量效率和精度的限制，難以滿足大尺寸工件形貌的測量要求，因此掃描測量得到廣泛應(yīng)用。相比于固定式掃描儀，手持式三維掃描測量技術(shù)由于脫離了外部固定裝置，避免多次移站，靈活性好而受到了重視。因此本文提出了基于慣性導(dǎo)航的雙目結(jié)構(gòu)光三維掃描儀方法，以實(shí)現(xiàn)自定位流動式快速掃描測量。
　　但是單純利用手持式掃描儀測量大型工件時，由于測量空

2、間大，所需的圖像拼接次數(shù)劇增，導(dǎo)致誤差的累積效果明顯，精度下降，很難實(shí)現(xiàn)被測工件完整形貌的高精度測量。因此必須研究全局控制和局域測量的組合方法，有效減小圖像拼接引起的累計(jì)誤差。本文提出了基于激光跟蹤儀和手持式掃描儀的大尺寸組合測量方法。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　1.設(shè)計(jì)基于慣性導(dǎo)航的雙目結(jié)構(gòu)光三維掃描系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由線結(jié)構(gòu)光三維測量單元、雙目立體視覺定位單元和慣性導(dǎo)航單元組成，實(shí)現(xiàn)自定位流動式掃描;
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3、.完成掃描系統(tǒng)的單元標(biāo)定工作，包括:相機(jī)標(biāo)定、光條中心坐標(biāo)提取、光平面標(biāo)定、雙目相機(jī)位置標(biāo)定和慣性導(dǎo)航單元的性能測試。并完成掃描系統(tǒng)的初步搭建。
　　3.建立了基于激光跟蹤儀和手持式掃描儀的組合式測量方法的數(shù)學(xué)模型。采用多傳感器間的數(shù)據(jù)融合的算法，保證了轉(zhuǎn)換精度。并分別利用手持式掃描儀和組合測量方法對不同長度進(jìn)行測量，對比兩種方法的測量結(jié)果，證明組合測量方法在長度測量中能夠有效降低誤差。
　　4.將組合測量方法應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場