激光扫描匹配是利用激光雷达进行导航、定位与地图构建的基础, 本文对各类激光扫描匹配方法进行了综述。将现有方法归纳为基于点的扫描匹配方法、基于特征的扫描匹配方法和基于数学特性的扫描匹配方法3类, 系统总结了相应类型的常见方法; 对典型的算法及其改进算法进行了梳理, 并指出了存在的主要问题和发展趋势; 介绍了激光扫描匹配方法性能评价和对比的最新研究进展, 最后, 展望了激光扫描匹配技术未来的研究方向。

由于鱼眼相机成像存在较大的畸变, 采用二维标定板的方法难以在图像边缘区域获得准确可靠的角点, 从而导致标定精度下降, 而传统的三维标定法存在标定场建造复杂, 特征点数目有限等问题。为此, 提出一种基于激光扫描的鱼眼相机三维标定方法。该方法首先通过激光扫描仪获取室内标定空间的三维点云图, 然后利用尺寸不变特征变换匹配方法得到点云图与待标定相机照片的对应点的匹配关系, 并进行分块随机抽样一致性(RANSAC)筛选, 再根据对应点的图像坐标和物理坐标进行三维RANSAC筛选, 估算最终的鱼眼相机内外参数。与经典的张正友标定法及其改进方法相比, 该方法能够获得更多的有效特征点, 使标定精度明显改善, 从而较好地实现鱼眼相机的畸变校正。该方法简便、精确, 有广泛的适用性。

为克服光学相控阵单元间隔必须小于工作波长二分之一的限制，构建了一种稀疏光学相控阵模型。分析了一维稀疏光学相控阵在近场和远场条件下的扫描原理，并提出了一种设计方法。对其相关参数进行仿真的结果表明：稀疏光学相控阵所用的单元数目较少，单元间隔远大于工作波长,扫描范围较大，波束宽度较窄，且在整个扫描空间内没有栅瓣。因此，稀疏光学相控阵单元间隔不受工作波长的限制,同时具有较好的扫描性能。

研究了端面抽运Nd:YAG晶体的抽运面形变场分布,采用一种新的测量端面形变场分布的实验方法——光束扫描法。让参考光沿晶体的端面小步距扫描,比较有无抽运光时各扫描点在探测面上光点位置的移动情况,通过几何分析与数值计算,可逐段得到端面的形变场分布。通过与理论上在理想模型下所求解的结果比较,发现实验值与理论值基本一致,晶体的端面形变场最大峰值处的抽运光在端面的聚焦位置处。另外发现端面的形变场分布的对称性受抽运光对称性影响,且曲线不光滑。该方法解决了端面抽运Nd:YAG晶体的抽运面形变场分布难以测量的问题,且易于实现和操作。

三维激光扫描系统是反求工程的重要组成部分,是集数控、激光、CAD/CAM、精密机械、计算机图像采集与处理为一体的集成系统,它主要由运动控制、图像采集、图像处理、三维重构等几大部分组成.本文主要针对随动运动控制子系统的控制原理、硬件组成及软件设计思想作了描述,同时对计算机图像采集子系统的硬件组成、软件设计具体算法及实验结果进行了详细的分析与论述.实验表明,激光扫描测量系统的测量精度有所提高.

介绍了基于激光扫描原理，对叠放在一起、形状不规则、表面有色彩或黑度深浅不一的板状物品进行计数的方法。介绍了这种计数方法的原理、激光束入射位置和传感器安装位置的确定、测试系统的组成以及测试结果。