三維激光器掃描儀設(shè)計(jì)方案及數(shù)據(jù)處理方法

近些年，伴隨著電子計(jì)算機(jī)圖型和人工智能算法學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，三維掃描復(fù)建技術(shù)性在好幾個(gè)行業(yè)(如工業(yè)生產(chǎn)測(cè)量、地質(zhì)構(gòu)造的測(cè)繪工程、全自動(dòng)導(dǎo)航欄、無人機(jī)航拍、空區(qū)調(diào)研等)慢慢呈現(xiàn)其優(yōu)點(diǎn)[1-2]。

傳統(tǒng)式的三維場(chǎng)景復(fù)建方法包含積極建模和處于被動(dòng)建模。積極建模是根據(jù)機(jī)器設(shè)備一次收集情景信息內(nèi)容，開展云數(shù)據(jù)顯像。處于被動(dòng)建模是依據(jù)一張或好幾張圖象，立即運(yùn)用圖象開展三維建模[3]。后面一種相對(duì)性于前面一種不用開展全局性座標(biāo)的校準(zhǔn)，防止了真正情景下的幾何圖形多元性，但測(cè)算復(fù)雜性高，另外在復(fù)原幾何圖形性及得到三維信息內(nèi)容的一致性層面存有著很大的缺點(diǎn)[4]。因而，為填補(bǔ)處于被動(dòng)建模的缺點(diǎn)，在激光雷達(dá)掃描技術(shù)性的快速發(fā)展趨勢(shì)下，積極建模的運(yùn)用愈來愈多。激光雷達(dá)具備測(cè)量速度更快、精度高、非觸碰測(cè)量的特性，且運(yùn)用成本費(fèi)大幅度減少，根據(jù)激光雷達(dá)開展積極建模的應(yīng)用愈來愈普遍[5]。

激光雷達(dá)是根據(jù)舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)相互配合紅外線激光發(fā)生器的點(diǎn)射激光測(cè)距，完成單獨(dú)平面圖的測(cè)量，其通信協(xié)議回到的數(shù)據(jù)信息另外包括測(cè)量間距和測(cè)量方向，運(yùn)作情況下受外部環(huán)境危害程度小?？墒菃为?dú)二維激光雷達(dá)僅能得到一個(gè)橫截面的信息內(nèi)容，為了更好地獲得三維的數(shù)據(jù)信息開展建模，選用同樣精度和測(cè)量范疇的三維激光雷達(dá)時(shí)，成本費(fèi)將高于二維激光雷達(dá)十幾倍，因而限定了在一般情景下的運(yùn)用。

為節(jié)省經(jīng)濟(jì)發(fā)展成本費(fèi)，很多科學(xué)研究工作人員下手科學(xué)研究更新改造二維激光雷達(dá)或選用在二維激光雷達(dá)的基本上提升機(jī)械系統(tǒng)，以開展三維掃描。但大部分的機(jī)械設(shè)備構(gòu)造繁瑣，造成全局性座標(biāo)的校準(zhǔn)越來越艱難，或測(cè)量范疇比較有限，另外缺乏對(duì)于三維激光器掃描系統(tǒng)軟件的總體方案設(shè)計(jì)。這種難題的存有，也為之后設(shè)計(jì)方案運(yùn)用二維激光雷達(dá)完成三維重建的科學(xué)研究指明了方向。

文中根據(jù)二維激光雷達(dá)，配搭一維的轉(zhuǎn)動(dòng)云臺(tái)攝像機(jī)，設(shè)計(jì)三維激光器掃描儀做為收集設(shè)備。另外設(shè)計(jì)方案上位機(jī)軟件的機(jī)械設(shè)備操縱和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，終完成掃描情景的三維重建。