徐州巨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(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(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。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。徐州巨型高精度便攜式三坐標(biāo)概念設(shè)計(jì)

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(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。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，可以非常快的速度進(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。南通微型高精度便攜式三坐標(biāo)產(chǎn)業(yè)此法并不適用于光滑而不近似于朗伯表面（Lambertian surface）的物體。

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(lái)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(guò)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(cè)量的是距離。由于測(cè)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。

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。建構(gòu)出更完整的待測(cè)物3D模型。

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(jiàn)光視頻達(dá)成重建的方法，又稱做基于機(jī)器視覺(jué)（vision-based）的方式，是***機(jī)器視覺(jué)研究主流之一。經(jīng)過(guò)向量場(chǎng)的積分后即可得到三維模型。南京特殊高精度便攜式三坐標(biāo)類型

一般使用區(qū)塊比對(duì)（block matching）或?qū)O幾何（epipolar geometry）算法達(dá)成。徐州巨型高精度便攜式三坐標(biāo)概念設(shè)計(jì)

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。徐州巨型高精度便攜式三坐標(biāo)概念設(shè)計(jì)

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