三維旋轉(zhuǎn)激光掃描測量系統(tǒng)的設(shè)計

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