三維旋轉(zhuǎn)激光掃描測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在該平臺(tái)上有兩種測(cè)量方式，一種是邊測(cè)量邊旋轉(zhuǎn)，被測(cè)物體旋轉(zhuǎn)360°就能測(cè)量物體全部外表面的形狀，該種方法適合測(cè)量回轉(zhuǎn)體或近似回轉(zhuǎn)體；另一種方法是一次測(cè)量全部朝向光線的外表面，然后再轉(zhuǎn)到下一個(gè)需要測(cè)量的方位，全部外表面從幾個(gè)方位就可以測(cè)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(zhuǎn)臺(tái)可以獲得被測(cè)物體的旋轉(zhuǎn)角度，測(cè)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)繞轉(zhuǎn)臺(tái)中心軸線可以自動(dòng)拼合，其拼合精度取決于轉(zhuǎn)臺(tái)中心軸線的精確標(biāo)定。
系統(tǒng)分為硬件、軟件兩大部分，硬件部分除機(jī)械測(cè)量平臺(tái)、激光測(cè)頭外，還包括步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、工控機(jī)以及插在工控機(jī)主板上的圖像采集卡和運(yùn)功控制卡。圖像采集卡將CCD攝像機(jī)拍攝的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)字圖像。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器可以設(shè)置脈沖的細(xì)分?jǐn)?shù)，并從運(yùn)動(dòng)控制卡獲取脈沖與運(yùn)動(dòng)方向信息，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。
軟件部分包括測(cè)量與數(shù)據(jù)處理兩部分，測(cè)量部分的軟件功能主要是控制運(yùn)動(dòng)、圖像獲取、圖像處理以及坐標(biāo)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(cè)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(gòu)過程。
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，轉(zhuǎn)臺(tái)中心軸線標(biāo)定和多視拼合及重疊數(shù)據(jù)區(qū)域的處理是影響測(cè)量結(jié)果的2個(gè)重要因素，下面簡(jiǎn)單介紹這兩部分的設(shè)計(jì)思路。