毕业设计(论文)题目 伪随机光三维重建设备设计与精度测量研究目的和意义：三维扫描设备是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状（几何构造）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）。 搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。例如逆向工程技术[1]是数字化和快速响应制造大趋势下的一项重要技术，是 CAD 领域中一个相对独立的范畴。鉴于目前有关逆向工程的研究和应用大多数针对的是实物三维几何模型的反求，在这个意义下，逆向工程可以理解为是根据已有实物模型的三维坐标测量数据，重新建立实物的数字化模型，而后进行分析、加工等处理。坐标数据采集是逆向工程中的第一个环节，是数据处理、模型重建的基础[2]。84446

三维扫描设备作为一种快速的立体测量设备，因其测量速度快、精度高，非接触，使用方便等优点而得到越来越多的应用。用三维扫描仪对手板，样品、模型进行扫描，可以得到其立体尺寸数据，这些数据能直接与CAD/CAM软件接口，在CAD系统中可以对数据进行调整、修补、再送到加工中心或快速成型设备上制造，可以极大的缩短产品制造周期。

研究现状：物体表面轮廓的三维点云数据获取是保证后续数据处理、模型重建质量的关键[3]。对高效率、高精度的三维轮廓测量技术的研究一方面具有重要的理论意义，同时又具有迫切而广泛的应用需求，因此多年来一直是几何量测量技术中的重点研究领域。

伴随着光电摄像、计算机技术的日趋成熟以及人们在数控检测、模式识别和人工智能等领域研究的深化，基于机械、光学、声学、电磁学原理的各种三维测量方法均获得了长足发展[4]。测量工具是否接触被测物体将方法分为接触式和非接触式。论文网

接触式测量设备有三坐标测量机，机械臂式，激光跟踪仪，其中三坐标测量机[5]是典型代表，它通常将测头安装在精密机械上，通过测头与被测物体表面的接触感应来获取被测点的三维坐标值。CMM可以对产品检测过程中具有复杂形状的零件尺寸进行测量，具有较高的智能化程度、测量精度可靠、适应性强等优点。

非接触式测量设备分为主动式和被动式。主动式的测量方法典型代表是声纳测量仪，利用超声波遇到被测物体表面产生回声的时间来计算测量点的空间坐标，具有能耗小、测距远等优点[6]。被动式的测量方法一般不向被测物发射信号(如光线等)，而是在自然条件下实现物体三维信息的获取。如光学测量法是由光学感应装置接收来自物体和场景发射或反射的光能量，如图像纹理、光流等信息，通过对光信息的分析获得物体或场景的三维点坐标，其测量速度比较快、被测点信息丰富、测量效率高，尤其适合自由曲面物体测量[7]。

结构光三维扫描仪的基本原理是：采用一种结合结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术的复合三维非接触式测量技术。采用这种测量原理，使得对物体进行照相测量成为可能，所谓照相测量，就是类似于照相机对视野内的物体进行照相，不同的是照相机摄取的是物体的二维图象，而研制的测量仪获得的是物体的三维信息。与传统的三维扫描仪不同的是，该扫描仪能同时测量一个面。测量时光栅投影装置投影数幅特定编码的结构光到待测物体上，成一定夹角的两个摄像头同步采得相应图象，然后对图象进行解码和相位计算，并利用匹配技术、三角形测量原理,解算出两个摄像机公共视区内像素点的三维坐标。