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南通微型高精度便攜式三坐標(biāo)概念設(shè)計(jì)

來源: 發(fā)布時(shí)間:2025-04-27

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?qū)⑽矬w放置于電動(dòng)轉(zhuǎn)盤(turnabletable)上,,經(jīng)過多次的掃描以拼湊物體的完整模型,。將多個(gè)片面模型集成的技術(shù)稱做視頻配準(zhǔn)(imageregistration)或?qū)R(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(dòng)掃描(active)與被動(dòng)掃描(passive),,這些分類下又細(xì)分出眾多不同的技術(shù)方法。使用可見光視頻達(dá)成重建的方法,,又稱做基于機(jī)器視覺(vision-based)的方式,,是***機(jī)器視覺研究主流之一。另有三眼視覺(trinocular)與其他使用更多攝影機(jī)的延伸方法,。南通微型高精度便攜式三坐標(biāo)概念設(shè)計(jì)

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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景環(huán)境。無錫推廣高精度便攜式三坐標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀一般使用區(qū)塊比對(block matching)或?qū)O幾何(epipolar geometry)算法達(dá)成,。

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三維掃描儀的用途是創(chuàng)建物體幾何表面的點(diǎn)云(pointcloud),,這些點(diǎn)可用來插補(bǔ)成物體的表面形狀,越密集的點(diǎn)云可以創(chuàng)建更精確的模型(這個(gè)過程稱做三維重建),。若掃描儀能夠獲取表面顏色,,則可進(jìn)一步在重建的表面上粘貼材質(zhì)貼圖,亦即所謂的材質(zhì)印射(texturemapping),。三維掃描儀可類比為照相機(jī),,它們的視線范圍都呈現(xiàn)圓錐狀,信息的搜集皆限定在一定的范圍內(nèi),。兩者不同之處在于相機(jī)所抓取的是顏色信息,,而三維掃描儀測量的是距離。由于測得的結(jié)果含有深度信息,,因此常以深度視頻(depthimage)或距離視頻(rangedimage)稱之,。

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(dòng)掃描(active)與被動(dòng)掃描(passive),,這些分類下又細(xì)分出眾多不同的技術(shù)方法,。使用可見光視頻達(dá)成重建的方法,又稱做基于機(jī)器視覺(vision-based)的方式,,是***機(jī)器視覺研究主流之一,。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,待測物有遭到探針破壞損毀之可能,,因此不適用于高價(jià)值對象如古文物,、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)測量機(jī)每秒能完成數(shù)百次測量,,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,。搜集各角度之輪廓線后即可“刻劃”成三維模型。

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色度成形法(ShapefromShading)早期由B.K.P.Horn等學(xué)者提出,,使用視頻像素的亮度值代入預(yù)先設(shè)計(jì)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(shè)條件縮小解集之范圍,。例如加入表面可微分性質(zhì)(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(xué)法。立體光學(xué)法(PhotometricStereo)為了彌補(bǔ)光度成形法中單張照片提供之信息不足,,立體光學(xué)法采用一個(gè)相機(jī)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(xué)法使用三盞光源,,從三個(gè)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(xué)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,。而激光光能達(dá)到極高之精確度,,然而這種方法對于噪聲相當(dāng)敏感。南通微型高精度便攜式三坐標(biāo)概念設(shè)計(jì)

經(jīng)過向量場的積分后即可得到三維模型,。南通微型高精度便攜式三坐標(biāo)概念設(shè)計(jì)

以**形激光條紋取代單一激光光點(diǎn),,將激光條紋對待測物作掃描,大幅加速了整個(gè)測量的進(jìn)程,。NationalResearchCouncilofCanada是致力于研發(fā)三角測距激光掃描技術(shù)的協(xié)會之一(1978),。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(gòu)出3D圖形:透過手持式設(shè)備,,對待測物發(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(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,,通常還會綜合被動(dòng)式掃描(可見光)獲得的數(shù)據(jù)(如待測物的結(jié)構(gòu),、色彩分布),建構(gòu)出更完整的待測物3D模型,。南通微型高精度便攜式三坐標(biāo)概念設(shè)計(jì)

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