揚(yáng)州巨型高精度便攜式三坐標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀

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(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。借助人類視覺系統(tǒng)之獨(dú)特性能，輔助完成重建程序。揚(yáng)州巨型高精度便攜式三坐標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀

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(wú)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(guò)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。揚(yáng)州巨型高精度便攜式三坐標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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。

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(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。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。

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(guò)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(lái)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(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(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。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。

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(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。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。揚(yáng)州巨型高精度便攜式三坐標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

搜集各角度之輪廓線后即可“刻劃”成三維模型。揚(yáng)州巨型高精度便攜式三坐標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀

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（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。揚(yáng)州巨型高精度便攜式三坐標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀

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