一款3d扫描测距仪的相关原理和制作细节图，一款3D扫描测距仪的相关原理和制作细节

很多朋友对一款3d扫描测距仪的相关原理和制作细节图，一款3D扫描测距仪的相关原理和制作细节不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

说起来，3D激光扫描测距仪(3D激光雷达)在核心设计原理上应该是在激光键盘设计项目的后面。现在给大家讲讲3D扫描测距仪的相关原理和制作细节。请先耐心阅读，才能吸收精华。被扫描房间的角落：被扫描扫描仪的激光三角测距原理。这里统一列出了它们的参数：摄像头：VGA画质的USB摄像头，30fps(市面上广泛供应的型号)。非广角

激光：50mW红外线性激光808nm滤光片：10mm直径红外低通滤光片舵机：HS-322hd 43g标准舵机本文简要介绍激光雷达产品现状：线性激光截面测距原理制造3D激光扫描仪的考虑参考文献简介——激光扫描仪/雷达；

这里说的激光扫描测距仪的本质就是3D激光雷达。如上图视频所示，扫描仪可以获得目标物体的扫描截面到扫描仪在每个角上的距离。因为这类数据经过可视化后看起来像是由许多小点组成的云，所以常被称为点云。获得扫描的点云后，就可以在计算机中再现被扫描物体/场景的三维信息。这种设备通常用于以下几个方面：机器人定位和导航

目前机器人SLAM算法中最理想的设备仍然是激光雷达(虽然目前可以使用kinect，但是不能在户外使用，精度比较低)。机器人所处环境的2D/3D点云可以通过激光扫描获得，从而可以进行SLAM等定位算法。确定您在环境中的位置，同时创建您环境的地图。这也是我制作他的主要目的之一。零件和物体的三维模型重建及地图测绘现状：

目前市场上常见的是单点激光测距仪，价格相对较低。但它只能测量目标上特定点的距离。当然，如果将这种测距仪安装在旋转平台上并扫描一次，它将成为2D激光雷达。与激光测距仪相比，市面上的激光雷达产品价格要高很多：Hokuyo 2D激光雷达截图：

上图是Hokuyo生产的2D激光雷达产品，这些产品的价格都在万元级别。其成本高的原因之一是他们往往采用高速光学振镜对激光进行大角度范围(180-270)扫描，通过计算发射/反射激光束的相位差来进行测距。当然，他们的表现也很强势。一般扫描频率在10Hz以上，精度也在几毫米量级。

2D激光雷达使用单点激光扫描，因此它只能收集一个横截面的距离信息。如果您想要测量3D数据，您需要通过以下两种方式扩展它：使用线性激光和用2D激光雷达扫描，同时在另一个轴上旋转。以便扫描出3D信息。描述：

第一种方式是将激光的输出模式从点状变为线状。通过测量该线性光在待测量的目标物体上的反射，扫描仪可以一次获得扫描截面的数据。这样做的好处是扫描速度可以很快，精度也比较高。但缺点是由于激光变成了线段，其亮度(强度)会随着距离的增加而大大衰减，所以测距范围非常有限。

这种方法对于短距离(10m)测距扫描还是非常有效且性价比高的，本文介绍的激光雷达也采用了这种方法。

对于第二种方法，其优点是可以容易地用2D激光雷达进行修改。与第一种方法相比，在相同的激光输出功率下，可以扫描更远。当然，由于需要额外控制转轴的自由度，误差可能较大，扫描速度略低。

目前，这种激光雷达产品出现在各种实验室和工业应用场景中，但对于个人爱好或家用设备来说，其价格过高。当然，目前还有一个替代品，那就是kinect，但是它的成像分辨率和测距精度都比激光雷达低很多，而且不能在户外使用。低成本方案造成了激光雷达设备的高成本：测量激光相位差/传播时差测距和高速振镜的高成本。

个人DIY的矫正算法和人力成本，第三个因素可以排除，所谓知识就是力量在这里可以体现：-)对于前两个因素，如果想要达到完全一样的精度和性能，恐怕成本是无法降低的。但是如果我们对精度和性能的要求稍微降低一点，成本就会大大降低。

首先要明确的是，投入的材料成本和可实现的性能之间不是线性正比的关系。当性能要求下降到一定程度，成本会明显下降。对于第一个因素，我们可以使用本文将要介绍的三角测距法。对于扫锚用的振镜，可以用普通电机机构代替驱动激光器。本文介绍的低成本3D激光扫描仪已经达到了以下性价比：成本：~ 150测量范围：最远6m。

测量精度：(实测距离与实际距离的误差)最远6m处最大误差为80mm，近距离(1m)在5mm以内。扫描范围：180度。扫描速度：30个样本/秒(例如，以1度为增量扫描180度需要6秒)。

从精度上来说，这种低成本的方案足以超越kinect，只是扫描速度较慢，但对于一般的业余爱好者来说已经足够用了。但是扫描速度很容易提高，本文将在分析其制约因素后介绍提高扫描速度的方法。

以上知识分享希望能够帮助到大家！