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淮安進口高精度反向定位掃描儀概念設計

來源: 發布時間:2025-04-24

時差測距(Time-of-Flight)時差測距(time-of-flight,或稱'飛時測距')的3D激光掃描儀是一種主動式(active)的掃描儀,其使用激光光探測目標物。圖中的光達即是一款以時差測距為主要技術的激光測距儀(laserrangefinder)。此激光測距儀確定儀器到目標物表面距離的方式,是測定儀器所發出的激光脈沖往返一趟的時間換算而得。即儀器發射一個激光光脈沖,激光光打到物體表面后反射,再由儀器內的探測器接收信號,并記錄時間。由于光速(speedoflight){\displaystylec}為一已知條件,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。乃是在定點上拍攝四周視頻使之得以重建場景環境?;窗策M口高精度反向定位掃描儀概念設計

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三角測距(Triangulation)三角測距3D激光掃描儀,也是屬于以激光光去偵測環境情的主動式掃描儀。相對于飛時測距法,三角測距法3D激光掃描儀發射一道激光到待測物上,并利用攝影機查找待測物上的激光光點。隨著待測物(距離三角測距3D激光掃描儀)距離的不同,激光光點在攝影機畫面中的位置亦有所不同。這項技術之所以被稱為三角型測距法,是因為激光光點、攝影機,與激光本身構成一個三角形。在這個三角形中,激光與攝影機的距離、及激光在三角形中的角度,是我們已知的條件。透過攝影機畫面中激光光點的位置,我們可以決定出攝影機位于三角形中的角度。這三項條件可以決定出一個三角形,并可計算出待測物的距離。在很多案例中,以**形激光條紋取代單一激光光點,將激光條紋對待測物作掃描,大幅加速了整個測量的進程。NationalResearchCouncilofCanada是致力于研發三角測距激光掃描技術的協會之一(1978)。淮安進口高精度反向定位掃描儀概念設計此法之后由Woodham派生出立體光學法。

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立體視覺法(Stereoscopic)傳統的立體成像系統使用兩個放在一起的攝影機,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](當然實際上人腦對深度信息的感知歷程復雜許多),若已知兩個攝影機的彼此間距與焦距長度,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),一般使用區塊比對(blockmatching)或對極幾何(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。

**簡單的立體光學法使用三盞光源,從三個不同的方向照射待測物,每次*打開一盞光源。拍攝完成后再綜合三張照片并使用光學中的完美漫射(perfectdiffusion)模型解出物體表面的梯度向量(gradients),經過向量場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成三維形體。當物體的部分表面無法在輪廓線上展現時,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盤上,每次旋轉一小角度后拍攝其視頻,再經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。這類被動式產品往往相當便宜。

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并可計算出待測物的距離。在很多案例中,以**形激光條紋取代單一激光光點,將激光條紋對待測物作掃描,大幅加速了整個測量的進程。NationalResearchCouncilofCanada是致力于研發三角測距激光掃描技術的協會之一(1978)。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出3D圖形:透過手持式設備,對待測物發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-用來當作掃描儀在空間中定位及校準使用。這些掃描儀獲得的數據,會被導入電腦中,并由軟件轉換成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)獲得的數據(如待測物的結構、色彩分布),建構出更完整的待測物3D模型。經過向量場的積分后即可得到三維模型?;窗参⑿透呔确聪蚨ㄎ粧呙鑳x互惠互利

獲得的數據(如待測物的結構、色彩分布),建構出更完整的待測物3D模型?;窗策M口高精度反向定位掃描儀概念設計

結構光源(StructuredLighting)將一維或二維的圖像投影至被測物上,根據圖像的形變情形,判斷被測物的表面形狀,可以非??斓乃俣冗M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域,故能用于動態測量。調變光(ModulatedLighting)調變光三維掃描儀在時間上連續性的調整光線的強弱,常用的調變方式是周期性的正弦波。借由觀察視頻每個像素的亮度變化與光的相位差,即可推算距離深度。調變光源可采用激光或投影機,而激光光能達到極高之精確度,然而這種方法對于噪聲相當敏感?;窗策M口高精度反向定位掃描儀概念設計

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