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來源: 發布時間:2023年07月07日

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}此法之后由Woodham派生出立體光學法。南通特殊高精度便攜式三坐標認真負責

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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。南京推廣高精度便攜式三坐標互惠互利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。

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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位置或將物體放置于電動轉盤(turnabletable)上,經過多次的掃描以拼湊物體的完整模型。將多個片面模型集成的技術稱做視頻配準(imageregistration)或對齊(alignment),其中涉及多種三維比對(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,后者又可分為主動掃描(active)與被動掃描(passive),這些分類下又細分出眾多不同的技術方法。使用可見光視頻達成重建的方法,又稱做基于機器視覺(vision-based)的方式,是***機器視覺研究主流之一。

三維掃描儀的用途是創建物體幾何表面的點云(pointcloud),這些點可用來插補成物體的表面形狀,越密集的點云可以創建更精確的模型(這個過程稱做三維重建)。若掃描儀能夠獲取表面顏色,則可進一步在重建的表面上粘貼材質貼圖,亦即所謂的材質印射(texturemapping)。三維掃描儀可類比為照相機,它們的視線范圍都呈現圓錐狀,信息的搜集皆限定在一定的范圍內。兩者不同之處在于相機所抓取的是顏色信息,而三維掃描儀測量的是距離。由于測得的結果含有深度信息,因此常以深度視頻(depthimage)或距離視頻(rangedimage)稱之。搜集各角度之輪廓線后即可“刻劃”成三維模型。

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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)。建構出更完整的待測物3D模型。徐州特殊高精度便攜式三坐標發展現狀

此法并不適用于光滑而不近似于朗伯表面(Lambertian surface)的物體。南通特殊高精度便攜式三坐標認真負責

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