三维成像原理.doc
三维扫描测量系统工作原理:
光学三维扫描系统采用物理光栅测量技术,借助高分辨率的CCD 数码相机对复杂工件表面进行高速扫描测量,它可以利用双面标定块,对多次扫描摄取的信息数据进行拟合比较,自动拼合成单一的整体立体图,并能输出被测表面相关点或面得数字化三维数据,共后期设计软件曲面重建,产品设计。
物理光栅三维扫描法的测量原理,扫描头上的投影装置将灰白相间的物理光栅图像,投射到被测物体表面,受被测物体表面高度的限制,光栅影线发生变形,利用CCD 数码相机摄取图像,规则的光栅图像受到物体表面高度的调制而发生变形,可以通过变形与灰度编码技术的结合,解决图像上空间点的对应问题,并通过多幅图像的三角交汇快速获得形体的三维坐标信息。
由于其工作原理的限制,光栅测头通常一次只能沿一个方向测量以获得被测物体的点云数据。为了获得复杂结构物体完整形状信息,一般需要从多个视角进行测量,并对多视角测得的曲面三维数据进行匹配,并将其转换到同一坐标系下。在光栅扫描法中,基准坐标系是通过相机定标来确定的,一般将相机的成像平面定义为XY 平面,相机光轴定义为Z 轴,并取光轴与XY 平面的交点为坐标原点O 。
在应用图像技术的检测系统中,一般采用图像识别、匹配等算法获得被测物体的位置和尺寸信息。而这些信息对于图像信息而言,只能以像素单位来表示将像素结果转化为实际距离和长度,则必须借助于相机的标定,因此,相机的定标精度是保证系统测量精度的前提。
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