學位論文開題報告：輕便式掃描儀機構設計及模擬加工

目錄/提綱：……
一、選題背景和意義
二、課題預期目標
三、國內外的研究動態(tài)
四、研究內容
1、激光掃描儀的工作原理
2、根據具體掃描對象，設計相應的掃描方案
3、根據掃描運動要求，設計運動部件及控制系統(tǒng)
4、根據要求，設計整體框架平臺
5、選擇合理的運動控制部件，并對整體機構進行模擬裝配與運動仿真
6、對關鍵零件進行數控模擬加工
五、研究思路
六、研究的步驟
1、三維激光掃描儀的原理的學習與研究
2、輕便式掃描儀的設計方案及整體設計
3、掃描儀的硬件設計
4、掃描儀的軟件設計
5、掃描儀模擬加工
七、擬解決的關鍵問題
八、課題研究工作計劃和進度安排
九、主要參考文獻
……
大學學士學位論文開題報告

報告題目 輕便式掃描儀機構設計及模擬加工

學 院 機電學院
年 級 08級機制1班
學位級別 學士
開題日期 2012.2.20

一、選題背景和意義
1、課題背景
因為三維激光掃描儀能夠直接獲取景物的深度信息，方便快捷，同時，基于激光掃描技術的三維建模能夠有效恢復出具有準確幾何信息和照片真實感的三維模型，符合高精度的要求。因此，近年來基于激光掃描技術的三維建模技術成為了研究熱點。
基于不同的測量原理，目前已經有多種三維掃描儀被開發(fā)出來，作為新的高科技產品，這些不同類型的三維激光掃描儀已經成功的在城市建筑測量、文物保護、采礦業(yè)、橋梁改建、大型結構、隧道工程地形測繪、公路鐵路建設、飛機船舶制造、變形監(jiān)測、管道
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師的思想和客戶的要求，從而可以有效地提高設計的效率與精度，減少設計的成本與周期。此外，本文的研究不著重對以往的設計的改進，實現測量系統(tǒng)簡便可靠、體積小、重量輕、易于運輸，成本適中；系統(tǒng)操作應簡單，易于掌握，盡可能消除人為操作造成的誤差，并且準備時間短、準備工作量小、測量時間短。
三、國內外的研究動態(tài)
由于三維激光掃描技術具有重要的理論意義和使用價值，近年來國內外許多專家組織對其進行了大量的研究。
近幾年，國內外學者在三維激光掃描技術方面作了大量的基礎研究工作。首先，表現在對三角法三維激光掃描儀的研究。自 1994 年，M.Levoy 便帶領他的小組利用基于三角原理的激光掃描儀和高分辨率的彩色圖像獲取并重建了米開朗基羅(Michelangelo)的主要雕塑作品并提出了一系列的相關技術.1997 年，Chia-Chun Huang在進行曲面三維掃描的計算過程中，將小波變換和快速傅立葉變換應用到曲面三維點云的獲取中去，提高了數據獲取的工作效率。此外，Wallace 等人研究了推導了三角法測量的校正公式，并通過實驗驗證了掃描物體的移動會導致深度圖像測量的系統(tǒng)性誤差。F. *i 等人提出基于線掃描誤差特征的經驗公式，利用經驗公式對激光掃描儀獲得的三維點云數據進行了補償，并取得了較好的效果。
1997 年，加拿大國家研究委員會(National Research Council)的 El-Hakim 等人將激光掃描儀和 CCD 照相機固定在一個小車上，得到了一個數據采集和配準系統(tǒng)，構建了自己的硬件平臺，并于 1998 年在原有系統(tǒng)的基礎之上實現了一個室內場景的三維建模系統(tǒng)。
2002 年，I. Stamos 和 P. K. Alen實現了一個能同時獲取室外大型建筑的深度圖像和彩色圖像，并最終恢復出具有照片真實感的建筑物的三維模型的完整系統(tǒng)。并將該系統(tǒng)應用在歷史古建筑的三維建模上，取得了較好的效果。
2006 年, Simon Winkelbach 和 Sven Molkenstruck，實現了一種低成本的桌面式三維激光掃描儀系統(tǒng)，這套系統(tǒng)稱為 DAVID DAVID 掃描儀掃描過程。
目前，三維激光掃描技術的研究在許多發(fā)達國家己經深入展開。并有相應的掃描產品相繼上市，基本形成了產業(yè)化的格局，同時，這些三維掃描儀產品的應用范圍也逐步拓寬。發(fā)展至今．美日發(fā)達國家的十數家高技術公司已形成了一定規(guī)模的新興產業(yè)。其產品在精度、速度、易操作性等方面均達到了較高的水平，并且已經在對地觀測系統(tǒng)和快速獲取特定尺寸的立體模型中有所運用。由于國內在三維激光掃描技術這方面的研究工作起步較晚，所以與國外相比，目前國內在這個領域的研究相對國外要慢一些，三維激光掃描技術在國內的應用了遠沒有像發(fā)達國家那么的廣泛。
但是近幾年來，隨著人們對三維激光掃描技術認識的不斷加深以及三維激光掃描技術本身的快速發(fā)展，越來越多的科研技術人員和工程人員加入到這一領域，不管是在研究領域還是商用領域，國內的研究工作都在不斷的追趕和趕超國際最先進的技術和應用。比如在研究領域，2000 年以來，錢曉凡等人提出用光學雙穩(wěn)裝置來穩(wěn)定激光光源的光強來解決激光三角法測量精度不高的情況，并將該裝置用于測量金屬板材，實驗結果表明光學雙穩(wěn)裝置可以在很大程度上提高三角法測量系統(tǒng)的精度。2002 年，黃戰(zhàn)華、蔡懷宇等人分析了激光三角法測量的誤差等內容。同年，吳劍鋒、王文等人也對激光三角法掃描測量的誤差影響因素進行詳細分析。2003 年劉偉軍、劉鵬等人采用結構光和單目攝像機構成了一 ……（未完，全文共5476字，當前僅顯示1923字，請閱讀下面提示信息。收藏《學位論文開題報告：輕便式掃描儀機構設計及模擬加工》）