本文提出了一种新颖且实用的三维重建系统, 以获取大型物体的三维数据。文中对该系统的组成以及所采用的方法和原理进行了研究。该系统由一个基于红外的三维扫描仪、两个导轨和一个基于PLC(可编程逻辑控制器)模块的高精度运动控制系统组成。运动控制系统控制安装在导轨上的三维扫描仪做匀速运动; 三维扫描仪向物体投射红外线, 并重建物体上所投射的红外线段; 接着, 系统根据三维扫描仪的运动速度, 拼接局部重建数据, 最终获得大型物体完整的三维重建数据。实验结果表明: 与基于激光测距拼接的方法相比, 该方法的测量速度约提高了7倍, 测量精度约提高了2.5倍。基本满足工业生产中大型物体自动三维重建的稳定可靠、精度高、速度快等要求。

提出了基于投影的三维测量拼接方法，用于测量大尺度钢板表面的三维形状。首先，利用光学扫描仪、背景投影仪两种装置实现大尺度钢板的三维测量。其中，三维光学扫描仪负责测量大尺度钢板不同部分的三维数据，背景投影仪用于向被测钢板投射背景纹理；然后，利用基于随机抽样一致性算法(RANSAC)的拼接算法，将不同时刻测量的局部三维数据进行拼接，得到完整的钢板三维数据；最后，提出了一种拼接误差的评价方式来检验拼接精度。实验结果表明:所提方法的单次拼接精度为0.5 mm左右；测量一个7.5 m长的钢板，其累计拼接误差为2 mm左右。得到的结果基本满足船舶外板加工的精度要求，具有较高的实用价值。