基于激光雷达的三维重建与测量系统研究

"该资源是一篇关于激光雷达三维重建与测量系统关键技术的硕士论文，作者吕潮峰，指导导师杜正春，来自上海交通大学机械制造及其自动化专业。论文重点研究如何在现有硬件基础上提高大尺寸物体三维重建与测量的精度和数据处理速度，通过设计一个基于LMS291-S05二维扫描激光雷达的系统，实现了三维扫描和数据传输，并进行了误差分析和补偿，以及数据预处理和多视角配准方法的研究。" 激光雷达三维重建与测量系统关键技术的研究主要涉及以下几个方面： 1. 系统设计：论文提出了一种基于二维扫描激光雷达（LMS291-S05）的三维重建与测量系统方案，通过结合伺服电机和运动控制卡等硬件，构建了一个能进行大尺寸物体三维扫描的平台。这种设计在保持功能的同时，降低了系统整体成本，有利于实际工程应用。 2. 误差分析与补偿：论文深入分析了系统误差来源，包括结构安装的角度误差、中心距离误差和激光雷达本身的测量距离误差。通过推导误差传递数学模型，确定了这些误差对测量结果的影响，并提出了相应的系统误差补偿公式，以提高测量精度。 3. 数据预处理：为了处理大量数据，论文采用了改进的二维中值滤波方法，对采集的海量数据进行预处理，以去除噪声和提高数据质量。 4. 多视角配准：在不同视角下，论文探讨了激光雷达采集的被测物体三维坐标信息的配准方法，提出利用三角网格重构技术来恢复物体表面轮廓，通过数据融合获得完整且精确的被测物体模型。 5. 技术创新：论文的主要创新点在于系统设计的低成本化，误差分析与补偿方法的建立，以及数据预处理和多视角配准技术的应用，这些都为提高大尺寸物体的在线快速扫描测量性能提供了理论支持和实践依据。 这篇论文全面探讨了激光雷达在三维重建与测量中的关键技术，为相关领域的研究与应用提供了有价值的参考。