三维旋转激光扫描测量系统的设计(2)
2012-03-27 15:38:29   来源： 互联网   评论：0

3 系统构成

图3是三维旋转激光扫描系统的测量平台，x轴左右运动，向左为正向；y轴前后运动，向前为正向;z轴上下运动，向上为正;三轴之间互相垂直;数控转台安装在沿y轴运动的花岗岩工作台面上。激光测头随x轴的拖板一起运动。

在该平台上有两种测量方式，一种是边测量边旋转，被测物体旋转360°就能测量物体全部外表面的形状，该种方法适合测量回转体或近似回转体;另一种方法是一次测量全部朝向光线的外表面，然后再转到下一个需要测量的方位，全部外表面从几个方位就可以测量完毕，这种方法适合形状较为规则的多面体。

在该系统中，数控转台可以获得被测物体的旋转角度，测量的数据点绕转台中心轴线可以自动拼合，其拼合精度取决于转台中心轴线的精确标定。

系统分为硬件、软件两大部分，硬件部分除机械测量平台、激光测头外，还包括步进电机与步进电机驱动器、工控机以及插在工控机主板上的图像采集卡和运功控制卡。图像采集卡将CCD摄像机拍摄的视频信号转换为计算机能够处理的数字图像。步进电机驱动器可以设置脉冲的细分数，并从运动控制卡获取脉冲与运动方向信息，驱动步进电机运动。

软件部分包括测量与数据处理两部分，测量部分的软件功能主要是控制运动、图像获取、图像处理以及坐标换算，完成表面形状的数字化过程。数据处理主要包括测量数据的平滑、光顺、网格建模、显示、缩放等功能，完成表面形状的重构过程。

在系统设计过程中，转台中心轴线标定和多视拼合及重叠数据区域的处理是影响测量结果的2个重要因素，下面简单介绍这两部分的设计思路。