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南京代理高精度反向定位掃描儀概念設(shè)計

來源: 發(fā)布時間:2025-04-11

光信號往返一趟的時間即可換算為信號所行走的距離,此距離又為儀器到物體表面距離的兩倍,故若令{\displaystylet}為光信號往返一趟的時間,則光信號行走的距離等于{\displaystyle(c\cdott)/2}。顯而易見的,時差測距式的3D激光掃描儀,其量測精度受到我們能多準確地量測時間{\displaystylet},因為大約3.3皮秒(picosecond;微微秒)的時間,光信號就走了1毫米。激光測距儀每發(fā)一個激光信號只能測量單一點到儀器的距離。因此,掃描儀若要掃描完整的視野(fieldofview),就必須使每個激光信號以不同的角度發(fā)射。而此款激光測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。典型時差測距式的激光掃描儀,每秒約可量測10,000到100,000個目標點。因此常以深度視頻(depth image)或距離視頻(ranged image)稱之。南京代理高精度反向定位掃描儀概念設(shè)計

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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(blockmatching)或?qū)O幾何(epipolargeometry)算法達成。使用兩個攝影機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。連云港特殊高精度反向定位掃描儀結(jié)構(gòu)設(shè)計借助人類視覺系統(tǒng)之獨特性能,輔助完成重建程序。

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接觸式掃描接觸式三維掃描儀透過實際觸碰物體表面的方式計算深度,如座標測量機(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間,現(xiàn)今**快的座標測量機每秒能完成數(shù)百次測量,而光學(xué)技術(shù)如激光掃描儀運作頻率則高達每秒一萬至五百萬次。非接觸主動式掃描主動式掃描是指將額外的能量投射至物體,借由能量的反射來計算三維空間信息。常見的投射能量有一般的可見光、高能光束、超音波與X射線。

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)射出激光光點或線性激光光。以兩個或兩個以上的偵測器(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-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。結(jié)構(gòu)光源(StructuredLighting)將一維或二維的圖像投影至被測物上,根據(jù)圖像的形變情形,判斷被測物的表面形狀,可以非常快的速度進行掃描,相對于一次測量一點的探頭,此種方法可以一次測量多點或大片區(qū)域,故能用于動態(tài)測量。這類被動式產(chǎn)品往往相當(dāng)便宜。

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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)法采用一個相機拍攝多張照片,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,從三個不同的方向照射待測物,每次*打開一盞光源。乃是在定點上拍攝四周視頻使之得以重建場景環(huán)境。淮安什么是高精度反向定位掃描儀密度

搜集各角度之輪廓線后即可“刻劃”成三維模型。南京代理高精度反向定位掃描儀概念設(shè)計

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,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),乃是在定點上拍攝四周視頻使之得以重建場景環(huán)境。南京代理高精度反向定位掃描儀概念設(shè)計

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