基于激光扫描技术的三维几何测量研究

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1、分类号：TH721密级：公开UDC：621学校代码：11065硕士专业学位论文基于激光扫描技术的三维几何测量研究于晓指导教师王海峰副教授学位类别工程硕士专业领域机械工程答辩日期2017年11月25日2017年12月20日1摘要摘要三维激光扫描测量技术能够对大型被测物进行扫描和测量，随着激光技术和电子技术的不断发展和改进，三维激光测量技术也逐渐的从点结构的光发展成为了线结构的光，如今已经发展成为面结构的光，这些都是和科学技术发展以及社会的进步所分不开的。虽然当今世界对三维激光扫描测量技术的研究已经非常的深刻，但是依靠目前

2、的技术水平对大型被测物的测量还有所不足。本文参考现有的三维激光扫描测量技术和相关研究结果及文献，对大型被测物的扫描和测量系统进行分析和设计，总结得出一种在点云的处理和精度的测量方面非常快速的测量方式。本文把大型物体作为被测物，从其测量过程中和测量后的数据的整理和收集出发，对其可能和容易产生的误差进行分析总结，建立了点云数据的数学模型并分析了点云预处理和数据模型的参数之间的关系，为三维激光扫描测量系统的设计提供重要的经验和参数依据。论文对三维激光扫描系统的误差产生的原因和处理办法进行详细的介绍和详细的研究，对五种比较常见

3、的误差源的产生的原因和消除、削弱的方法进行详尽的说明，实现了三维激光扫描仪器在大型物体测量过程中最大化的减小误差。点云数据处理及边界的提取是激光三维扫描系统运行过程中最重要的环节，本文对边界提取问题从空间平面边界的提取和空间曲面边界的提取两方面进行详细的说明，提出了多种的数据处理和边界提取的方法，并且对这些方法进行细致的对比和分析，从中选择一种最适合的、效率最高的方法。基于本文对大型物体的激光扫描几何测量的理论研究，提出了一种针对大型被测物的三维激光扫描测量的算法和测量方式，该方法可以高速准确的完成对大型被测物进行测量

4、并对数据进行精确的输出，测量误差控制在允许的范围内，同时以大型高温锻件为例进行了详细的分析。关键词：逆向工程；三维激光扫描测量技术；误差源；点云IAbstractAbstract3Dlaserscanningtechnologyisappliedtoscanandmeasurelargeobjects.Withthedevelopmentandimprovementoflasertechnologyandelectronictechnology,three-dimensionallasermeasurementtech

5、nologyhasgraduallyundergoneaseriesofdevelopmentfromthelightofthepointstructuretothelightofthelinestructureandcurrentlyasurfacestructureoflight,whichisduetothescientificandtechnologicaldevelopmentandsocialprogress.Althoughtheresearchof3Dlaserscanningmeasurementte

6、chnologyisverydeeparoundtheworldtoday,therearestillsomedeficienciesinthemeasurementoflargeobjectsbasedonthecurrenttechnology.Thispaperreferredtotheexisting3Dlaserscanningmeasurementtechnologyandtherelatedresearchresultsandliterature,analyzedanddesignedatestmetho

7、dandmeasurementsystemtoscanthelargeobjects,andconcludedapointcloudprocessquicklyandtheresultsareofhighprecision.Inthispaper,largeobjectsareusedasthemeasuredobjects.Analyzingandsummarizingerrorsareproducedintheprocessbasedonthedatameasurementafterthesortingandcol

8、lectingstepsinordertoestablishthemathematicalmodelofpointclouddatatoanalysistherelationshipbetweentheparametersofthepreprocessingandmodel,whichprovidesimportantempiri