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南京進口高精度便攜式三坐標結構設計

來源: 發(fā)布時間:2025-05-16

三角測距(Triangulation)三角測距3D激光掃描儀,也是屬于以激光光去偵測環(huán)境情的主動式掃描儀。相對于飛時測距法,三角測距法3D激光掃描儀發(fā)射一道激光到待測物上,并利用攝影機查找待測物上的激光光點。隨著待測物(距離三角測距3D激光掃描儀)距離的不同,激光光點在攝影機畫面中的位置亦有所不同。這項技術之所以被稱為三角型測距法,是因為激光光點、攝影機,與激光本身構成一個三角形。在這個三角形中,激光與攝影機的距離、及激光在三角形中的角度,是我們已知的條件。透過攝影機畫面中激光光點的位置,我們可以決定出攝影機位于三角形中的角度。這三項條件可以決定出一個三角形,并可計算出待測物的距離。在很多案例中,以**形激光條紋取代單一激光光點,將激光條紋對待測物作掃描,大幅加速了整個測量的進程。NationalResearchCouncilofCanada是致力于研發(fā)三角測距激光掃描技術的協(xié)會之一(1978)。一般使用區(qū)塊比對(block matching)或對極幾何(epipolar geometry)算法達成。南京進口高精度便攜式三坐標結構設計

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色度成形法(ShapefromShading)早期由B.K.P.Horn等學者提出,使用視頻像素的亮度值代入預先設計之色度模型中求解,方程式之解即深度信息。由于方程組中的未知數(shù)多過限制條件,因此須借由更多假設條件縮小解集之范圍。例如加入表面可微分性質(differentiability)、曲率限制(curvatureconstraint)、光滑程度(smoothness)以及更多限制來求得精確的解。此法之后由Woodham派生出立體光學法。立體光學法(PhotometricStereo)為了彌補光度成形法中單張照片提供之信息不足,立體光學法采用一個相機拍攝多張照片,這些照片的拍攝角度是相同的,其中的差別是光線的照明條件。**簡單的立體光學法使用三盞光源,從三個不同的方向照射待測物,每次*打開一盞光源。拍攝完成后再綜合三張照片并使用光學中的完美漫射(perfectdiffusion)模型解出物體表面的梯度向量(gradients),經(jīng)過向量場的積分后即可得到三維模型。此法并不適用于光滑而不近似于朗伯表面(Lambertiansurface)的物體。徐州進口高精度便攜式三坐標互惠互利建構出更完整的待測物3D模型。

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立體視覺法(Stereoscopic)傳統(tǒng)的立體成像系統(tǒng)使用兩個放在一起的攝影機,平行注視待重建之物體。此方法在概念上,類似人類借由雙眼感知的視頻相疊推算深度[1](當然實際上人腦對深度信息的感知歷程復雜許多),若已知兩個攝影機的彼此間距與焦距長度,而截取的左右兩張圖片又能成功疊合,則深度信息可迅速推得。此法須仰賴有效的圖片像素匹配分析(correspondenceanalysis),一般使用區(qū)塊比對(blockmatching)或對極幾何(epipolargeometry)算法達成。使用兩個攝影機的立體視覺法又稱做雙眼視覺法(binocular),另有三眼視覺(trinocular)與其他使用更多攝影機的延伸方法。色度成形法(ShapefromShading)早期由B.K.P.Horn等學者提出,使用視頻像素的亮度值代入預先設計之色度模型中求解,方程式之解即深度信息。由于方程組中的未知數(shù)多過限制條件,因此須借由更多假設條件縮小解集之范圍。例如加入表面可微分性質(differentiability)、曲率限制(curvatureconstraint)、光滑程度(smoothness)以及更多限制來求得精確的解。此法之后由Woodham派生出立體光學法。

調變光(ModulatedLighting)調變光三維掃描儀在時間上連續(xù)性的調整光線的強弱,常用的調變方式是周期性的正弦波。借由觀察視頻每個像素的亮度變化與光的相位差,即可推算距離深度。調變光源可采用激光或投影機,而激光光能達到極高之精確度,然而這種方法對于噪聲相當敏感。非接觸被動式掃描被動式掃描儀本身并不發(fā)射任何輻射線(如激光),而是以測量由待測物表面反射周遭輻射線的方法,達到預期的效果。由于環(huán)境中的可見光輻射,是相當容易獲取并利用的,大部分這類型的掃描儀以偵測環(huán)境的可見光為主。但相對于可見光的其他輻射線,如紅外線,也是能被應用于這項用途的。因為大部分情況下,被動式掃描法并不需要規(guī)格太特殊的硬件支持,這類被動式產品往往相當便宜。此種方法可以一次測量多點或大片區(qū)域,故能用于動態(tài)測量。

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由于三維掃描儀的掃描范圍有限,因此常需要變換掃描儀與物體的相對位置或將物體放置于電動轉盤(turnabletable)上,經(jīng)過多次的掃描以拼湊物體的完整模型。將多個片面模型集成的技術稱做視頻配準(imageregistration)或對齊(alignment),其中涉及多種三維比對(3D-matching)方法。三維掃描儀分類為接觸式(contact)與非接觸式(non-contact)兩種,后者又可分為主動掃描(active)與被動掃描(passive),這些分類下又細分出眾多不同的技術方法。使用可見光視頻達成重建的方法,又稱做基于機器視覺(vision-based)的方式,是***機器視覺研究主流之一。因為大約3.3皮秒(picosecond;微微秒)的時間,光信號就走了1毫米。徐州進口高精度便攜式三坐標互惠互利

另有三眼視覺(trinocular)與其他使用更多攝影機的延伸方法。南京進口高精度便攜式三坐標結構設計

手持激光(HandholdLaser)手持激光掃描儀透過上述的三角形測距法建構出3D圖形:透過手持式設備,對待測物發(fā)射出激光光點或線性激光光。以兩個或兩個以上的偵測器(電耦組件或位置感測組件)測量待測物的表面到手持激光產品的距離,通常還需要借助特定引用點-通常是具黏性、可反射的貼片-用來當作掃描儀在空間中定位及校準使用。這些掃描儀獲得的數(shù)據(jù),會被導入電腦中,并由軟件轉換成3D模型。手持式激光掃描儀,通常還會綜合被動式掃描(可見光)獲得的數(shù)據(jù)(如待測物的結構、色彩分布),建構出更完整的待測物3D模型。結構光源(StructuredLighting)將一維或二維的圖像投影至被測物上,根據(jù)圖像的形變情形,判斷被測物的表面形狀,可以非常快的速度進行掃描,相對于一次測量一點的探頭,此種方法可以一次測量多點或大片區(qū)域,故能用于動態(tài)測量。南京進口高精度便攜式三坐標結構設計

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