基于主動(dòng)式立體全景視覺傳感器的點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取技術(shù)研究.pdf

1、三維激光掃描技術(shù)，又稱為“實(shí)景復(fù)制技術(shù)”，因其可以快速、準(zhǔn)確、無接觸地完成復(fù)雜表面的測(cè)量而受到廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的三維激光掃描儀通過高速的激光掃描，大面積、高分辨率地快速獲取物體表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)信息，為三維信息的獲取提供了全新的技術(shù)手段。然而由于其價(jià)格昂貴，單次掃描范圍有限，數(shù)據(jù)拼接復(fù)雜等缺陷，限制了設(shè)備的應(yīng)用和發(fā)展。
　　針對(duì)上述問題，本文根據(jù)全方位視覺傳感器(Omni-directional vision sensor,ODV

2、S)具有單視點(diǎn)、可進(jìn)行水平方向360°全景成像的特性，將ODVS與可移動(dòng)的面激光光源相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種主動(dòng)式立體全景視覺傳感器(Active StereoOmni-directional Vision Sensor, ASODVS)來采集物體周邊環(huán)境的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。通過設(shè)備的一次掃描，同時(shí)獲取整個(gè)場景中所有方向點(diǎn)云數(shù)據(jù)的空間位置信息和色彩信息，提高了點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集的效率。為此，本文對(duì)ASODVS做了深入的研究，主要工作為以下三個(gè)方面:

3、　　1.以單視點(diǎn)的全景視覺傳感器的成像原理為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一種主動(dòng)式立體全景視覺傳感器系統(tǒng)，通過系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化獲取場景中全方位點(diǎn)云數(shù)據(jù)的空間信息和色彩信息，掃描流程控制及相關(guān)參數(shù)設(shè)置均在系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。掃描獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)根據(jù)方位角和高度值進(jìn)行有序存儲(chǔ)。
　　2.研究了全景點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集過程中所涉及的重要技術(shù)——激光光條中心位置估計(jì)算法。對(duì)多種全景激光線提取算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選取了最適合于本系統(tǒng)的算法。

4、>　　3.根據(jù)主動(dòng)式立體全景視覺系統(tǒng)的測(cè)量原理，對(duì)系統(tǒng)的測(cè)量精度進(jìn)行了分析，研究了各種因素對(duì)測(cè)量精度的影響，并針對(duì)研究結(jié)果提出了可改善系統(tǒng)測(cè)量精度的措施。
　　本文研究的貢獻(xiàn)與創(chuàng)新主要體現(xiàn)在:第一，減少了點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集過程中的人工干預(yù)，提高了自動(dòng)化程度;第二，利用ASODVS具有大視場范圍的特性一次掃描采集整個(gè)場景的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，免去了多次采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)集間匹配的過程;第三，在同一坐標(biāo)系下同時(shí)獲取點(diǎn)云的空間位置信息和色彩信息，避