激光掃描表面特征的點云數(shù)據(jù)處理方法

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1、第!"卷!第#期光!學(xué)!儀!器4567!"!.57#$%#&年$月'()*+,-*./)0123.)/89:;<=;>!$%#&!!文章編號"#%%?@?&!%#$%#&$%#@%%X#@%X激光掃描表面特征的點云數(shù)據(jù)處理方法劉博源!陸明剛!闞文濤#上海大學(xué)機(jī)電工程與自動化學(xué)院!上海!$%%%A$$摘要!為了提高激光測量系統(tǒng)對工件表面特征的測量精度!減少數(shù)據(jù)處理中由于特征點云擬合選擇對測量精度的影響!針對比較常見的兩種表面特征提出了正確的擬合方式"從工件表面的實測數(shù)據(jù)出發(fā)!經(jīng)過多次實驗!結(jié)合表面測量特征的擬合原理!分析不同點云處理方法之間的差異!并給出了最適合該特征的擬合方

2、式及其原因"實驗表明!不同的點云擬合方式對特征測量的影響比較大!選擇正確的擬合方式才能保證測量的準(zhǔn)確性"關(guān)鍵詞!激光測量#點云#擬合中圖分類號!)O#$X!文獻(xiàn)標(biāo)志碼!,!!"#"#%7!B&B$J7DKKG7#%%?@?&!%7$%#&7%#7%%BK'/'5(")%&&#+;,%/*"!"2-'&%(&)'++#+;&1(2')%2%'/1(%Z&5"#+/)-"1!>?*;@2-&'!>*C+'((&'(!%:$)D'8&@#/EF5565L29EF=M;5GDE3GIDG99;DGI=GN,!/F=GIF=D$

3、%%%A$!+FDG=$6.&/(')/"*G5;N9;M5DCT;5R9MF9K<;L=E9=EE<;=E>5L6=K9;C9=K<;9C9GMK>KM9C=GN;9N

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6、的點云處理在整個測量過程中起著至關(guān)重要的作用!它將采集到的點云變($)成我們需要的特征參數(shù)!正確的擬合處理可以令測量精度進(jìn)一步提高&在實際的測量過程中!工作人員往往依照供應(yīng)商所給出的參考擬合方法對特征進(jìn)行處理&但經(jīng)過實際對比發(fā)現(xiàn)!參考擬合方式未必與收稿日期!$%#?@%?@%&作者簡介!劉博源##BB%%$!男!碩士研究生!主要從事幾何精度測量方面的研究&3@C=D6"S5KFD6D<:5><=G!UU7E5C!+!X!$+光!學(xué)!儀!器第!"卷!實際測量結(jié)果最接近&本文根據(jù)實測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理!歸納出兩種常見表面特征的擬合方法!為確定同類特征點云擬合方式提供一種思路&9!激光

7、輪廓測量原理激光輪廓測量的設(shè)備為三維激光掃描儀!它的原理如圖#所示&從半導(dǎo)體激光器發(fā)出激光!經(jīng)過柱面鏡后形成激光面!投射到被測物表面!形成光條!并被++Q攝像機(jī)接收&掃描頭移動時!光條的間斷與形變反映了物體的表面深度變化&由于被測物表面上的點與攝像機(jī)接收平面上的像點成對應(yīng)關(guān)系!可以計算出被測點的坐標(biāo)值!由此可得到表面輪廓&此類測量頭所采集到的信息為二維圖像信息!若想得到三維的測量信息!還需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二維坐標(biāo)與三維坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換計算(!@X)&圖9!三維激光掃描儀原理示意圖:#;<9!L(#+)#5-%"2@K-'