三维测量激光雷达系统扫描结构设计

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1、学号：S13020215硕士学位论文三维测量激光雷达系统扫描结构设计研究生姓名：崔士宝学科、专业：仪器科学与技术二○一六年三月分类号：TH703密级：可公开UDC：681.7编号：三维测量激光雷达系统扫描结构设计TheDesignofScanningMechanismforThree-DimensionalMeasuringLaserRadarSystem学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：仪器科学与技术（080400）研究方向：精密测控技术与仪器申请学位级别：硕士指导教师：安志勇教授研究生：崔士宝论文起止时间：2014.09—2015.12长春理工大学硕

2、士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《三维测量激光雷达系统扫描结构设计》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年月日长春理工大学学位论文版权使用授权书学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交

3、学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：年月日导师签名：年月日摘要本文是依托吉林省科技发展计划重大专项“基于激光雷达原理的大尺寸三维形面测量系统研究”，针对三维测量激光雷达系统的测量需求，对扫描机构进行了设计与研究。文中首先根据技术指标要求，通过对扫描机构三种方案的对比与分析，确定了采用U-O型总体结构设计方案，从而对扫描机构进行了详细设计，并给出了扫描机构的三维结构图。然后利用ANSYS软件对扫描镜组和扫描机构整体结构进行了有限元分析，验

4、证了结构设计的合理性，并对其O型框架进行了优化。最后对三维测量激光雷达系统进行了单轴测量实验和单点重复性测量实验。通过实验表明，该扫描机构满足三维测量激光雷达系统的使用要求。关键词：激光雷达扫描机构总体设计有限元分析ABSTRACTThispaperwasbackgroundbyJilinTechnologicalDevelopmentPlan–MajorSpecialProject“StudyontheMeasuringTechniqueofThree-dimensionalLarge-sizeProfileSystembasedonLaserRadarPrinciples”.Acc

5、ordingtothemeasuringrequirementof3DlaserRadarmeasurementsystems,designandanalysiswerecompletedfocusingonthescanningmechanism.Firstly,accordingtotherequirementofthetechnicalindicators,thisarticledeterminedthegeneralstructuredesignoftheU-Otypeafterthreekindsofscanningmechanismsolutionswereanalyzed

6、andcompared,Detaileddesignofthescanningmechanismwasaccomplishedonwhichthe3Dstructuremodelwasestablished.Secondly,thisarticlehascompletedthefiniteelementanalysisofthescanningmirrorgroupandthescanningmechanismbyusingANSYSsoftware,Theanalysisverifiedtherationalityofthestructuredesign,basedonwhichth

7、eOframewasoptimized.Finally,singleaxismeasurementexperimentandsinglepointrepeatabilitymeasurementexperimentwascarriedonusingthethree-dimensionallaserradarsystem.Resultsshowthatthescanningmechanismcansatisfytheusingdemandofth