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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(duì)位置或?qū)⑽矬w放置于電動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)(turnabletable)上,經(jīng)過(guò)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(chēng)做視頻配準(zhǔn)(imageregistration)或?qū)R(alignment),,其中涉及多種三維比對(duì)(3D-matching)方法。三維掃描儀分類(lèi)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(lèi)下又細(xì)分出眾多不同的技術(shù)方法。使用可見(jiàn)光視頻達(dá)成重建的方法,,又稱(chēng)做基于機(jī)器視覺(jué)(vision-based)的方式,,是***機(jī)器視覺(jué)研究主流之一。此法并不適用于光滑而不近似于朗伯表面(Lambertian surface)的物體,。鹽城特殊高精度便攜式三坐標(biāo)概念設(shè)計(jì)
接觸式掃描接觸式三維掃描儀透過(guò)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(guò)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(zhǎng)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(wàn)至五百萬(wàn)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(lái)計(jì)算三維空間信息,。常見(jiàn)的投射能量有一般的可見(jiàn)光、高能光束,、超音波與X射線(xiàn),。常州代理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(duì)(block matching)或?qū)O幾何(epipolar geometry)算法達(dá)成。
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(xiàn)的照明條件,。**簡(jiǎn)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(cè)物,,每次*打開(kāi)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(guò)向量場(chǎng)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,。輪廓法此類(lèi)方法是使用一系列物體的輪廓線(xiàn)條構(gòu)成三維形體,。當(dāng)物體的部分表面無(wú)法在輪廓線(xiàn)上展現(xiàn)時(shí),重建后將丟失三維信息,。常見(jiàn)的方式是將待測(cè)物放置于電動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)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(xiàn)條,,搜集各角度之輪廓線(xiàn)后即可“刻劃”成三維模型。
結(jié)構(gòu)光源(StructuredLighting)將一維或二維的圖像投影至被測(cè)物上,,根據(jù)圖像的形變情形,,判斷被測(cè)物的表面形狀,可以非??斓乃俣冗M(jìn)行掃描,,相對(duì)于一次測(cè)量一點(diǎn)的探頭,此種方法可以一次測(cè)量多點(diǎn)或大片區(qū)域,,故能用于動(dòng)態(tài)測(cè)量。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(xiàn)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,。此法之后由Woodham派生出立體光學(xué)法,。
立體視覺(jué)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(lèi)似人類(lèi)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(zhǎng)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(lài)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(jué)法又稱(chēng)做雙眼視覺(jué)法(binocular),,另有三眼視覺(jué)(trinocular)與其他使用更多攝影機(jī)的延伸方法,。光滑程度(smoothness)以及更多限制來(lái)求得精確的解。南京使用高精度便攜式三坐標(biāo)密度
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,。鹽城特殊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(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(guò)上述的三角形測(cè)距法建構(gòu)出3D圖形:透過(guò)手持式設(shè)備,,對(duì)待測(cè)物發(fā)射出激光光點(diǎn)或線(xiàn)性激光光,。以?xún)蓚€(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(lái)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(jiàn)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。鹽城特殊高精度便攜式三坐標(biāo)概念設(shè)計(jì)
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