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三维激光扫描技术是非接触式获取物体三维数据的技术,目前主要采用点激光测距的原理。此种测距法精度较高,一般可达um数量级,但需要较高精度的时间基准,而且设备投入较大;其采样速率一般可达每秒80点左右。用这种速率扫描一个较大的物体(数十万个采样点)所需时间较长,所以该测距法一般只适用于扫描外形固定的物体。为了达到快速实时的获取被测物体的三维图像,就必须研究快速三维扫描技术。该文研究设计了一种快速采集人体头部数据的硬件系统电路;与计算机相连即可实时处理来自测量摄像机输出的视频信号,获取被测物体的三维坐标数据。
三维激光快速扫描的基本思想是:用激光刀照射被测物体;用左右两侧的摄像机同时拍摄被激光刀照射的物体;激光刀和摄像机同步围绕被测物体旋转;系统每20ms即可测得一条测线(512点)和测线的方位角;从而实现快速获取被测物体的三维坐标数据。该系统理论上的采样速率可达512/0.020=25600点/S,是点激光扫描速度的上百倍。
该文在论述系统的基本原理和结构的基础上,完成了系统总体方案的设计,并详细地讨论了各种视频分离方法的优缺点,设计了一套行之有效的解决方案。最后,给出了该解决方案中数据采集所需的接口电路和软件算法。