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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),。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,。蘇州微型高精度反向定位掃描儀互惠互利
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,。鹽城替換高精度反向定位掃描儀施工一般使用區(qū)塊比對(duì)(block matching)或?qū)O幾何(epipolar geometry)算法達(dá)成,。
**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(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,。
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。搜集各角度之輪廓線后即可“刻劃”成三維模型,。
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(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(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)每秒一萬至五百萬次。這類被動(dòng)式產(chǎn)品往往相當(dāng)便宜,。蘇州微型高精度反向定位掃描儀互惠互利
經(jīng)過向量場(chǎng)的積分后即可得到三維模型,。蘇州微型高精度反向定位掃描儀互惠互利
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。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。蘇州微型高精度反向定位掃描儀互惠互利
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