三維激光器掃描儀設計方案及數據處理方法

近些年，伴隨著電子計算機圖型和人工智能算法學的發展趨勢，三維掃描復建技術性在好幾個行業(如工業生產測量、地質構造的測繪工程、全自動導航欄、無人機航拍、空區調研等)慢慢呈現其優點[1-2]。

傳統式的三維場景復建方法包含積極建模和處于被動建模。積極建模是根據機器設備一次收集情景信息內容，開展云數據顯像。處于被動建模是依據一張或好幾張圖象，立即運用圖象開展三維建模[3]。后面一種相對性于前面一種不用開展全局性座標的校準，防止了真正情景下的幾何圖形多元性，但測算復雜性高，另外在復原幾何圖形性及得到三維信息內容的一致性層面存有著很大的缺點[4]。因而，為填補處于被動建模的缺點，在激光雷達掃描技術性的快速發展趨勢下，積極建模的運用愈來愈多。激光雷達具備測量速度更快、精度高、非觸碰測量的特性，且運用成本費大幅度減少，根據激光雷達開展積極建模的應用愈來愈普遍[5]。

激光雷達是根據舵機的旋轉相互配合紅外線激光發生器的點射激光測距，完成單獨平面圖的測量，其通信協議回到的數據信息另外包括測量間距和測量方向，運作情況下受外部環境危害程度小。可是單獨二維激光雷達僅能得到一個橫截面的信息內容，為了更好地獲得三維的數據信息開展建模，選用同樣精度和測量范疇的三維激光雷達時，成本費將高于二維激光雷達十幾倍，因而限定了在一般情景下的運用。

為節省經濟發展成本費，很多科學研究工作人員下手科學研究更新改造二維激光雷達或選用在二維激光雷達的基本上提升機械系統，以開展三維掃描。但大部分的機械設備構造繁瑣，造成全局性座標的校準越來越艱難，或測量范疇比較有限，另外缺乏對于三維激光器掃描系統軟件的總體方案設計。這種難題的存有，也為之后設計方案運用二維激光雷達完成三維重建的科學研究指明了方向。

文中根據二維激光雷達，配搭一維的轉動云臺攝像機，設計三維激光器掃描儀做為收集設備。另外設計方案上位機軟件的機械設備操縱和數據處理系統，終完成掃描情景的三維重建。