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揚(yáng)州巨型高精度反向定位掃描儀概念設(shè)計(jì)

來源: 發(fā)布時(shí)間:2025-04-22

立體視覺法(Stereoscopic)傳統(tǒng)的立體成像系統(tǒng)使用兩個(gè)放在一起的攝影機(jī),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(dāng)然實(shí)際上人腦對(duì)深度信息的感知?dú)v程復(fù)雜許多),,若已知兩個(gè)攝影機(jī)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(duì)(blockmatching)或?qū)O幾何(epipolargeometry)算法達(dá)成。使用兩個(gè)攝影機(jī)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(jī)的延伸方法,。另有三眼視覺(trinocular)與其他使用更多攝影機(jī)的延伸方法。揚(yáng)州巨型高精度反向定位掃描儀概念設(shè)計(jì)

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調(diào)變光(ModulatedLighting)調(diào)變光三維掃描儀在時(shí)間上連續(xù)性的調(diào)整光線的強(qiáng)弱,,常用的調(diào)變方式是周期性的正弦波,。借由觀察視頻每個(gè)像素的亮度變化與光的相位差,即可推算距離深度,。調(diào)變光源可采用激光或投影機(jī),,而激光光能達(dá)到極高之精確度,然而這種方法對(duì)于噪聲相當(dāng)敏感,。非接觸被動(dòng)式掃描被動(dòng)式掃描儀本身并不發(fā)射任何輻射線(如激光),,而是以測(cè)量由待測(cè)物表面反射周遭輻射線的方法,達(dá)到預(yù)期的效果,。由于環(huán)境中的可見光輻射,,是相當(dāng)容易獲取并利用的,大部分這類型的掃描儀以偵測(cè)環(huán)境的可見光為主,。但相對(duì)于可見光的其他輻射線,,如紅外線,也是能被應(yīng)用于這項(xiàng)用途的,。因?yàn)榇蟛糠智闆r下,,被動(dòng)式掃描法并不需要規(guī)格太特殊的硬件支持,這類被動(dòng)式產(chǎn)品往往相當(dāng)便宜,。常州微型高精度反向定位掃描儀概念設(shè)計(jì)因此常以深度視頻(depth image)或距離視頻(ranged image)稱之,。

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光信號(hào)往返一趟的時(shí)間即可換算為信號(hào)所行走的距離,此距離又為儀器到物體表面距離的兩倍,,故若令{\displaystylet}為光信號(hào)往返一趟的時(shí)間,,則光信號(hào)行走的距離等于{\displaystyle(c\cdott)/2}。顯而易見的,,時(shí)差測(cè)距式的3D激光掃描儀,,其量測(cè)精度受到我們能多準(zhǔn)確地量測(cè)時(shí)間{\displaystylet},因?yàn)榇蠹s3.3皮秒(picosecond,;微微秒)的時(shí)間,,光信號(hào)就走了1毫米。激光測(cè)距儀每發(fā)一個(gè)激光信號(hào)只能測(cè)量單一點(diǎn)到儀器的距離,。因此,,掃描儀若要掃描完整的視野(fieldofview),,就必須使每個(gè)激光信號(hào)以不同的角度發(fā)射。而此款激光測(cè)距儀即可透過本身的水平旋轉(zhuǎn)或系統(tǒng)內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)鏡(rotatingmirrors)達(dá)成此目的,。旋轉(zhuǎn)鏡由于較輕便,、可快速環(huán)轉(zhuǎn)掃描、且精度較高,,是較廣泛應(yīng)用的方式,。典型時(shí)差測(cè)距式的激光掃描儀,每秒約可量測(cè)10,000到100,000個(gè)目標(biāo)點(diǎn),。

輪廓法此類方法是使用一系列物體的輪廓線條構(gòu)成三維形體,。當(dāng)物體的部分表面無法在輪廓線上展現(xiàn)時(shí),重建后將丟失三維信息,。常見的方式是將待測(cè)物放置于電動(dòng)轉(zhuǎn)盤上,,每次旋轉(zhuǎn)一小角度后拍攝其視頻,再經(jīng)由視頻處理技巧去除背景并取出輪廓線條,,搜集各角度之輪廓線后即可“刻劃”成三維模型,。用戶輔助另外有些方法在重建過程中需要用戶提供信息,借助人類視覺系統(tǒng)之獨(dú)特性能,,輔助完成重建程序,。這些方式都是基于照片攝影原理,針對(duì)同個(gè)物體拍攝視頻以推算三維信息,。另一種類似的方式是全景重建(panoramicreconstruction),,乃是在定點(diǎn)上拍攝四周視頻使之得以重建場(chǎng)景環(huán)境。乃是在定點(diǎn)上拍攝四周視頻使之得以重建場(chǎng)景環(huán)境,。

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并可計(jì)算出待測(cè)物的距離,。在很多案例中,以**形激光條紋取代單一激光光點(diǎn),,將激光條紋對(duì)待測(cè)物作掃描,大幅加速了整個(gè)測(cè)量的進(jìn)程,。NationalResearchCouncilofCanada是致力于研發(fā)三角測(cè)距激光掃描技術(shù)的協(xié)會(huì)之一(1978),。手持激光(HandholdLaser)手持激光掃描儀透過上述的三角形測(cè)距法建構(gòu)出3D圖形:透過手持式設(shè)備,對(duì)待測(cè)物發(fā)射出激光光點(diǎn)或線性激光光,。以兩個(gè)或兩個(gè)以上的偵測(cè)器(電耦組件或位置感測(cè)組件)測(cè)量待測(cè)物的表面到手持激光產(chǎn)品的距離,,通常還需要借助特定引用點(diǎn)-通常是具黏性、可反射的貼片-用來當(dāng)作掃描儀在空間中定位及校準(zhǔn)使用,。這些掃描儀獲得的數(shù)據(jù),,會(huì)被導(dǎo)入電腦中,并由軟件轉(zhuǎn)換成3D模型,。手持式激光掃描儀,,通常還會(huì)綜合被動(dòng)式掃描(可見光)獲得的數(shù)據(jù)(如待測(cè)物的結(jié)構(gòu),、色彩分布),建構(gòu)出更完整的待測(cè)物3D模型,。此法并不適用于光滑而不近似于朗伯表面(Lambertian surface)的物體,。揚(yáng)州巨型高精度反向定位掃描儀概念設(shè)計(jì)

光滑程度(smoothness)以及更多限制來求得精確的解。揚(yáng)州巨型高精度反向定位掃描儀概念設(shè)計(jì)

接觸式掃描接觸式三維掃描儀透過實(shí)際觸碰物體表面的方式計(jì)算深度,,如座標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM,CoordinateMeasuringMachine)即典型的接觸式三維掃描儀,。此方法相當(dāng)精確,常被用于工程制造產(chǎn)業(yè),,然而因其在掃描過程中必須接觸物體,,待測(cè)物有遭到探針破壞損毀之可能,因此不適用于高價(jià)值對(duì)象如古文物,、遺跡等的重建作業(yè),。此外,相較于其他方法接觸式掃描需要較長的時(shí)間,,現(xiàn)今**快的座標(biāo)測(cè)量機(jī)每秒能完成數(shù)百次測(cè)量,,而光學(xué)技術(shù)如激光掃描儀運(yùn)作頻率則高達(dá)每秒一萬至五百萬次。非接觸主動(dòng)式掃描主動(dòng)式掃描是指將額外的能量投射至物體,,借由能量的反射來計(jì)算三維空間信息,。常見的投射能量有一般的可見光、高能光束,、超音波與X射線,。揚(yáng)州巨型高精度反向定位掃描儀概念設(shè)計(jì)

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