杜晓峰， 朱 凯， 林晨晖， 贡 亮， 刘成良

（上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240）

0 引 言

光学三维扫描技术作为一种高精度、高效率的非接触式测量方法，在逆向工程、工业自动化、文物修复等诸多领域得到了广泛的应用。植物表型参数的分析对植物各个领域的研究具有重要意义。为了获取植物的三维信息，分析植物的表型参数，本文设计了一种基于结构光三维测量技术的点云生成与拼接仪器。

目前市场上有很多基于结构光的三维扫描设备。通常情况下，投影仪将结构光投射到被测物体上，同时相机采集图像，并计算被测物体的三维点云信息［1］。对于一个三维测量对象，无法从单一方向的扫描中得到其所有的表面信息，因此需要收集被测物体不同角度的点云信息，以便拼接成完整的三维点云［2-4］。

数字光处理（DLP）技术因其出色的性能而在光学工程中得到广泛使用。扫描装置的核心组件是德州仪器DLP4500 评估模块。TI 公司提供了一种基于DLP4500 的精确点云生成方法，并提供了开源的软件开发工具包。但是，它只能用于收集物体单方向的点云信息，无法满足复杂零件整体三维重构的需求。

本文解决方案中，物体所有的表面信息都将被收集，并将它们拼接成一个整体［5-8］。由于所有数据和代码都是免费提供和开源的，因此可以对该仪器进行改造以满足个性化需求。其灵活的机械结构，可以轻松满足不同尺寸物体的扫描。作为一种非接触式测量方法，被测对象的表面点云将被快速收集和拼接，并且没有其他测量方法的限制。……