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融合LIDAR的激光同步扫描三角测量系统的设计
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:红外与激光工程
  • 时间:2015
  • 页码:2358-2363
  • 分类:TH741[机械工程—光学工程;机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械] O439[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]上海大学机电工程与自动化学院上海市机械自动化及机器人重点实验室,上海200072, [2]中国科学院空间应用工程与技术中心,北京100094, [3]北京控制工程研究所,北京100080, [4]机械系统与振动国家重点实验室,上海200240
  • 相关基金:国家自然科学基金(51205244);机械系统与振动国家重点实验室课题(MSV2015010);上海市教育委员会科研创新项目(14YZ006)
  • 相关项目:基于多径衰落信道的结构光编码解码原理及其在复杂动态场景三维重建中的应用
中文摘要:

为了实现对远近距离的物体进行三维测量,扩大系统的测量范围,建立了融合LIDAR的激光同步扫描三角测量系统。对该系统的原理、系统设计及器件选型进行研究。首先,根据同步扫描机制,在普通三角测量的基础上融合LIDAR技术,并推导出三维点的计算公式。接着,根据系统设计要求,介绍了激光器、接收透镜、反射镜、二向色镜、扫描伺服电机、LIDAR接收器以及相机的选型等。然后,根据选型的结果,设计机械结构。最后,通过Zemax对搭建的光学系统进行光路仿真,验证原理的可行性;并在现实环境中,对APD的回光量进行测试以及对实际物体进行扫描并获得三维点云。实验结果表明,该系统的设计是可行的。

英文摘要:

In order to realize the three-dimensional measurement of the objects regardless of far or near and expand the measurement range, a laser triangulation system based on synchronized scanners with LIDAR was established. Its principle, design and device selection were investigated. First, according to the synchronous scanning mechanism, the LIDAR technology was fused based on traditional three- dimensional measurement and the computational formula of the 3-D points was deduced. The selections of laser device, lens, and dichroscope, scanning servo motor, LIDAR acceptor and camera were analyzed based on system design requirement. After that the mechanical structure was designed and the light path of optical system was simulated by Zemax to prove the feasibility of principle. Finally, the back of light of APD was tested and the actual object was scanned to acquire 3-D point clouds. The experimental results show that the system is feasible.

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17466