宁波工程学院毕业设2.doc
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1、毕 业 设 计(论 文)设计(论文)题目: 学 院 名 称: 机械工程学院 专 业: 请写长学号班 级: 姓 名: 学 号 指 导 教 师: 职 称 定稿日期应在2011年5月9日之前定稿日期: 年 月 日中文摘要(空1行)摘 要三维激光扫描仪是一种快速获取测量数据并生成景观模型的测量仪器,三维激光扫描仪,它一般由座架、可调立柱、步进电机、悬臂、激光发生器、摄像机等组成,其测量过程是一个快速逐点测距、测角的过程,可方便、快速、精确地获取被测量目标上任意点的三维坐标,然后再利用扫描仪中配备的几何建模软件生成dwg或dgn格式的数据,完成建模工作。它是非接触式三维扫描设备,客户可根据扫描取得的三维
2、数据在失去原图的情况下对器械进行重新塑造,也可在三维数据的基础上对原设计进行新的改进。最终配合相应的后处理软件完成全部产品设计,并生产出成品。(空1行)关键词:三维激光扫描; 快速;精确英文摘要(空1行)ABSTRACT3 d laser scanner is a quick measurement data and generating landscape model measuring instrument, 3 d laser scanner, it is general by gestell, adjustable pillar, step motor, cantilever, las
3、er generator, cameras and other composition, the measuring process is a quick point by point, the process of Angle measuring range, convenient, fast and accurate for measuring target any 3 d coordinates of the, then reuse scanner the geometrical model of software with generation DWG DGN format or da
4、ta, finish modeling work. It is a non-contact 3 d scanning equipment, customers can get according to scan of the 3 d data in the lost of equipment to shape, also can be in 3 d based on the data of the original design of new improvements. Finally the post-processing software with corresponding finish
5、 all the product design, and produce a finished product.小四号,Times New Roman,行距为20磅(空1行)Key Words:3D laser scanning; mechanical system; measurement; precise宁波工程学院毕业设计(论文)目 录1 引 言11 引 言激光扫描仪已经进入了一个比较成熟的发展阶段1。由于技术特点和适用范围不同,其形式也多种多样,如有些扫描仪适合在室内测量,有些适合在室外使用。不同的扫描仪在量程范围、测量精度、测量速度、测量采样密度以及价格等方面也存在一定的区别,各有侧
6、重点。目前市场上还没有一种全能型扫描仪21.1 封闭转盘式小型激光扫描仪存在的问题和未来的发展虽然三维激光扫描仪可以快速高效地获取测量目标的三维点云数据,但是它仍然存在着如下的问题:(1)三维激光扫描仪作为一种高新技术应用的测量仪器,彻底地颠覆了传统的单点测量模式,其应用前景必将日益广阔。面对大量涌入国门的仪器,如何建立客观和统一的计量评判尺度,这是摆在我们面前需要和值得去探讨的问题;(2)究其实质,所谓的面测量模式,不外乎是高密度快速的点测量,仍然可以采用单项指标,如距离和角度测量精度去衡量,也就纳入到了常规的距离和角度等几何量计量范畴;(3)尽管室内检测方法更能反应仪器的性能,如果说三维激
7、光扫描仪最终将取代全站仪,那么,仪器的野外检测结果无疑更能反应仪器的计量特性;(4)得益于高密度高速采样,仪器才具备了常规测量仪器不可比拟的表现细部的非凡能力,而这种“雕刻”的神来之笔则依赖于软件对点云数据的处理能力,如点云的配准、拼接和模型重构能力等理应作为计量性能之一,以及对较高反射率物体表面的处理等,还有待研究和提炼。1.2设计封闭转盘式小型激光扫描仪的目的和意义三维激光扫描仪是一种快速获取测量数据并生成景观模型的测量仪器,三维激光扫描仪,它一般由座架、可调立柱、步进电机、悬臂、激光发生器、摄像机等组成,其测量过程是一个快速逐点测距、测角的过程,可方便、快速、精确地获取被测量目标上任意点
8、的三维坐标,然后再利用扫描仪中配备的几何建模软件生成dwg或dgn格式的数据,完成建模工作。它是非接触式三维扫描设备,客户可根据扫描取得的三维数据在失去原图的情况下对器械进行重新塑造,也可在三维数据的基础上对原设计进行新的改进。最终配合相应的后处理软件完成全部产品设计,并生产出成品。三维物体表面重建技术从出现到现在,经过近30年的发展,无论从硬件到软件都日趋成熟,它在制造业、机械加工、计算机视觉、计算几何、考古研究、汽车、游艇行业、制鞋行业、玩具、手机、陶瓷行业、人体测量领域、彩色扫描应用、文物扫描领域、检测领域、精密扫描领域、逆向工程等领域都有着广阔的应用前景。1.3设计中要解决的主要问题(
9、1)封闭转盘式小型激光扫描仪总体结构如何更好地实现小型复杂零件的测量。(2)封闭转盘式小型激光扫描仪机械系统的结构如何满足零件测量时的高精度。1.3设计中要解决的主要问题待扫描件纵向、横向移动和旋转的实现2激光扫描仪总体结构设计2.1设计任务1)扫描仪总体结构设计。包括至少2个方案,方案的分析对比,结构类型的确定等。(2)扫描仪机械系统设计。包括机械系统的类型、结构,零件的选择、设计计算等。(3)扫描仪进给系统设计。包括选择何种形式的进给系统,驱动的选择,待扫描件纵向、横向移动和旋转的实现形式与结构等。(4)夹具设计。包括:夹具的类型、结构等。(5)其它:扫描仪工作范围200-300mm。扫描
10、仪外形尺寸不超过1000mm1000mm1500mm。扫描仪要求采用封闭式结构,外形美观、使用方便。扫描仪结构中应包括激光光源、CCD等的安装结构与定位等。电源:220V/60HZ。2.2总体方案确定1、三维激光扫描仪的分类和工作原理目前,市场上销售的三维激光扫描仪按测量方式可划分三类:脉冲式、相位式和三角测距式;按用途可分为机载激光扫描系统和地面激光扫描系统。三维激光扫描仪工作原理(见图1)是由激光束经由激光反射棱镜发射器向被扫描的物体发射激光,激光经目标表面漫反射后,部分反射信号被接收器捕获,同时,由时间测量单元记录激光束从目标表面的往返时间,从而计算出仪器和目标表面之间的距离,然后,改变
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