● 摘要
三维激光扫描系统以其独特的技术、优良的品质、成功的工程应用，被称为“测量行业的最新里程碑”。论文以北京市创新团队科研协作项目——三维激光扫描仪核心子系统的研制为依托，设计一种中远距离三维激光扫描系统，实现了三维点云数据获取、多视点配准及模型重建等功能。主要研究内容和成果如下：通过对部件选型、功能设计、算法实现等方面深入分析，提出了Ⅰ代中远距离三维激光扫描系统的相关设计方案。建立了三维点云数据获取的数学模型，解决了三维激光扫描系统开发中的同步问题，实现了三维点云数据获取。提出了近似正交投影法，有效地解决了视点配准中的畸变问题。通过对实测的点云数据进行多视点配准证明了算法的可行性。引入了一种基于非完全八叉树的Lawson三角化方法，加快了点云数据模型重建的速度，实现了三维点云数据的模型重建。目前，Ⅰ代中远三维激光扫描系统(LH-291)研制已完成。系统扫描的最远距离80m，精度6mm，扫描速度7256点/秒。其关键技术的突破将为便携式彩色激光扫描仪的开发提供重要的技术支撑。