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三维旋转激光扫描测量系统的设计

本文摘要:0章节 大自然对象和大部分的人造对象都具备简单的三维形状,如何在计算机中创建三维对象的计算机模型就是三维形状的数字化问题,该项研究源自20世纪六七十年代。三维形状复杂多变、形状多样,而且其外观、材质、颜色、用途等各不相同,这就使得三维形状数字化的问题非常复杂,至今,该项技术仍未成熟期,仍是数字化技术研究的难题。目前,三维形状数字化技术种类很多,还包括机械、声学、光学、电磁等类型,其中运用得最普遍、效果最差的是光学测量技术。

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0章节  大自然对象和大部分的人造对象都具备简单的三维形状,如何在计算机中创建三维对象的计算机模型就是三维形状的数字化问题,该项研究源自20世纪六七十年代。三维形状复杂多变、形状多样,而且其外观、材质、颜色、用途等各不相同,这就使得三维形状数字化的问题非常复杂,至今,该项技术仍未成熟期,仍是数字化技术研究的难题。目前,三维形状数字化技术种类很多,还包括机械、声学、光学、电磁等类型,其中运用得最普遍、效果最差的是光学测量技术。

光学测量是光电技术、机械测量、计算机技术相结合的产物,可以构建较慢,精确的测量。该项技术具备速度快、精度高、非认识、更容易自动化的特点,主要限于于权利曲面的测量。目前,光学测量技术获得了更加普遍的应用于,其中最典型的应用于是三维激光扫描仪。  1三维激光扫描仪的工作原理  三维激光扫描仪是基于激光扫描测量的原理而设计的,主要起到是对三维形状展开数字化,基本工作原理是:线激光器收到的光平面扫瞄物体表面,面阵CCD收集被测物面上激光扫描线的漫反射图像,在计算机中对激光扫描线图像展开处置,依据空间物点与CCD面阵像素的对应关系计算出来物体的景深信息,获得物体表面的三维座标数据,较慢创建原型样件的三维模型,如图1右图。

  2三维转动激光扫描测量系统  目前,普通的三维激光扫描仪不存在的主要问题是难以实现简单三维图像的扫瞄数字化问题,如圆柱形状的石雕、木雕等。如图2右图。  如果设计出有需要转动扫瞄测量的系统,则可以有效地解决问题数字化设计与生产之间的交会。这样的系统,企业投放较少,见效快,而且需要将激光扫描测头加装在数控雕刻机上,设计出有需要转动扫瞄测量的系统,可以有效地解决问题数字化设计与生产之间的交会,充分利用现有数控设备,节省硬件成本。

  为了解决问题简单物体的数字化问题,同时减少企业的投放成本,我的设计方案是,在普通三维激光扫描仪的基础上,研发出有需要构建360deg;转动的转动扫瞄测量系统,改良有数平面浮雕扫瞄软件,使之限于于改良后的系统。


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