1 上海大学 机电工程与自动化学院 上海市机械自动化及机器人重点实验室，上海 200072
2 中国科学院空间应用工程与技术中心,北京 100094
3 北京控制工程研究所，北京 100080
4 机械系统与振动国家重点实验室，上海 200240
为了实现对远近距离的物体进行三维测量，扩大系统的测量范围，建立了融合LIDAR的激光同步扫描三角测量系统。对该系统的原理、系统设计及器件选型进行研究。首先，根据同步扫描机制，在普通三角测量的基础上融合LIDAR技术，并推导出三维点的计算公式。接着，根据系统设计要求，介绍了激光器、接收透镜、反射镜、二向色镜、扫描伺服电机、LIDAR接收器以及相机的选型等。然后，根据选型的结果，设计机械结构。最后，通过Zemax对搭建的光学系统进行光路仿真，验证原理的可行性；并在现实环境中，对APD的回光量进行测试以及对实际物体进行扫描并获得三维点云。实验结果表明，该系统的设计是可行的。
光学设计 LIDAR系统 三角测量 同步扫描 optical design LIDAR system triangulation synchronized scanners
上海大学机电工程与自动化学院, 上海市智能制造及机器人重点实验室, 上海 200072
为了提高同步扫描三角测量系统的测量精度, 对系统各个参数进行分析。首先, 简要介绍了同步扫描三角测量系统的工作原理及系统参数构成。其次, 根据系统参数, 分析 M1、M2、M3、M4、CCD的位置误差与角度误差、透镜及 M3厚度误差对系统精度的影响, 并得出系统参数在测量范围为 0.6 m和 10 m处的测量误差曲线。然后, 根据对系统测量精度的影响程度, 把系统参数从高到低进行排序, 目的是为在机械设计及加工时对系统参数进行不同程度的重视。最后, 对系统进行实验测量, 获得三维点云。
同步扫描 系统参数 精度分析 精度影响 synchronized scanner system parameters accuracy analysis accuracy influence
