1. 本选题研究的目的及意义
三维成像技术作为获取物体三维信息的重要手段，近年来在文物保护、工业检测、逆向工程、机器人视觉、自动驾驶等领域得到越来越广泛的应用。
传统接触式三维测量方法存在着测量速度慢、易损坏物体表面、难以测量复杂形状物体等缺点，而激光扫描三维成像技术作为一种非接触式测量方法，具有测量速度快、精度高、适用范围广等优点，因此成为近年来三维成像技术领域的研究热点。
本选题研究基于三角测距法的激光扫描三维成像系统，旨在解决传统三维测量方法存在的问题，并为相关领域提供一种高效、精确、自动化的三维信息获取手段。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来，随着激光技术、光电技术、计算机技术的发展，激光扫描三维成像技术取得了长足的进步，并在各个领域得到越来越广泛的应用。
1. 国内研究现状
国内在激光扫描三维成像技术领域起步相对较晚，但近年来发展迅速，许多高校和科研机构开展了相关研究，并取得了一定的成果。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题研究的主要内容包括：1.深入研究激光三角测距原理，分析影响系统精度的主要因素，包括激光光斑形状、相机畸变、系统标定误差等，并提出相应的解决方案。
2.研究激光扫描方式，对比分析不同扫描方式的优缺点，选择合适的扫描方式，并设计合理的扫描路径，以提高扫描效率和精度。
3.研究点云数据获取方法，设计高效稳定的数据采集系统，并对采集到的点云数据进行预处理，包括去噪、滤波、配准等，以提高点云数据的质量。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、实验研究和仿真模拟相结合的方法，逐步开展以下研究工作：
1.文献调研阶段：查阅国内外相关文献，了解激光扫描三维成像技术、三角测距法、点云数据处理等方面的研究现状，为本研究提供理论基础和技术参考。
2.系统设计阶段：根据研究目标和需求，设计基于三角测距法的激光扫描三维成像系统的硬件结构和软件流程，包括激光器、扫描振镜、相机、数据采集卡等硬件选型，以及点云数据采集、处理、显示等软件功能模块设计。
3.系统搭建阶段：根据设计方案，采购所需的硬件设备，并搭建实验平台，完成系统集成和调试工作，确保系统能够正常运行。
5. 研究的创新点
本研究预期在以下几个方面实现创新：
1.高精度激光三角测距方法研究：针对传统激光三角测距方法存在精度不高的问题，研究基于亚像素边缘提取和光斑中心定位的激光三角测距方法，以提高系统的测量精度。
2.高效点云数据处理算法研究：针对大规模点云数据处理效率低下的问题，研究基于GPU加速的点云数据去噪、滤波、配准等算法，以提高点云数据处理效率。
3.面向文物三维建模和工业零件尺寸检测的应用研究：将研制的系统应用于文物三维建模和工业零件尺寸检测，开发相应的应用软件，并进行实际案例测试，验证系统的性能和可靠性，探索其在文物保护和工业检测领域的应用价值。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
1.李亮，陈云飞，王文成，等. 基于FPGA的线结构光三维测量系统设计[J]. 光电子·激光, 2020, 31(10): 1106-1114.
2.王永强，王硕，王云鹏，等. 基于多线结构光扫描的煤矸石三维形貌重建[J]. 煤炭学报, 2021, 46(10): 3319-3329.
3.张广军. 视觉测量[M]. 北京: 科学出版社, 2018.
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