1. 研究目的与意义（文献综述）

目前国内工业测量已经由传统接触式测量过渡为快速不接触的激光测量，但是激光测量设备价格高昂，操作复杂，测量精度不够。针对这一现状设计基于三角测距原理的激光三维扫描成像系统，实现了对三维室内场景的重建。要求系统的精确度较高，测量范围较大，成本较小、适应性强。激光扫描三维成像技术突破了传统的接触式测量法和单点测量法，可广泛应用于激光雷达、野外勘探、位置定位、三维地图建模、地理测绘、建筑工程测绘等多个领域。

针对传统的工业激光雷达成本较高,操作复杂等不足,提出了成本较低的基于三角测距原理的三维激光雷达的设计。通过实际扫描实验显示三维激光雷达在 10 m 内都能正确识别物体形状,误差水平在 5 mm 左右。可以在大多数场合下替代传统的工业激光雷达使用。通过线性激光器和摄像头扫描得到的原始数据激光光点信息不明确,如果直接进行数据重建很容易出现错误。故需要知道激光光点的准确坐标。将激光亮线看成是符合高斯分布的,通过计算这个高斯函数的一阶导数的过零点坐标,即为原高斯函数的峰值,也就是需要求取的光点坐标。

摄像头为了保证图像的质量，都会在其内部加上一块红外截止滤光片，减少空间中红外波段光带来的影响。所以激光器的光信号在摄像头拍摄到的图片中显得很微弱，因此需要将摄像头的红外截止滤光片拆除。一般摄像头由于加了透镜必然会引起图像畸变。透镜产生的畸变主要分为径向畸变和切向畸变。径向畸变来自于透镜形状，而切向畸变则来自于整个摄像机的组装过程，主要是由透镜与 ccd 之间的不平行产生的。可以通过使用 matlab 摄像头标定工具箱求出摄像头的内参数矩阵和畸变矩阵，然后编写程序在矫正图像畸变。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

1.了解高速摄像机成像原理以及焦距像素广角等参数

2.了解matlab程序对于视频文件的分帧处理算法及代码

3. 研究计划与安排

第1 - 3周：收集、整理选题相关的文献资料，完成、完善方案论证，撰写开题报告；

第4 - 5周：认真学习选题相关的知识、理论和算法实现等，熟悉软硬件环境；

第6 - 8周：建立软硬件仿真模型、完成程序编写、仿真实验等，并做好相关记录及分析；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]谷汝楠，许宗阳，张宸，等.基于三角测距原理的3维激光雷达的设计[j].信息技术，2017（6）.

[2]周俞辰.基于激光三角测距法的激光雷达原理综述[j].电子技术，2016（10）.罗德安,朱光,陆立,廖丽琼.基于3维激光影像扫描技术的整体变形监测[j].测绘通报,2005(7):40-42.

[3] 郑德华,沈云中,刘春.三维激光扫描仪及其测量误差影响因素分析[j].测绘工程,2005(2):32-34,56.