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南京使用高精度便攜式三坐標結構設計

來源: 發布時間:2023年05月05日

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??煞瓷涞馁N片-用來當作掃描儀在空間中定位及校準使用。南京使用高精度便攜式三坐標結構設計

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立體光學法(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。無錫本地高精度便攜式三坐標結構設計被動式掃描法并不需要規格太特殊的硬件支持,這類被動式產品往往相當便宜。

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色度成形法(ShapefromShading)早期由B.K.P.Horn等學者提出,使用視頻像素的亮度值代入預先設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多過限制條件,因此須借由更多假設條件縮小解集之范圍。例如加入表面可微分性質(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派生出立體光學法。立體光學法(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。

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}乃是在定點上拍攝四周視頻使之得以重建場景環境。

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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。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境。搜集各角度之輪廓線后即可“刻劃”成三維模型?;窗蔡厥飧呔缺銛y式三坐標密度

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。南京使用高精度便攜式三坐標結構設計

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