光学三维测量.ppt

1、光栅投影三维测量技术、光学三维测量技术和三维测量技术一般分为接触测量和非接触测量两种，它们基本上都是在坐标测量机上进行的。坐标测量机是一种大型精密三坐标测量仪，能够测量复杂形状工件的空间尺寸。非接触测量技术基于光学原理，具有高效、无损、工作距离大等特点。它可以静态或动态测量对象。这些技术在产品质量检测和过程控制中的应用，可以大大节约生产成本，缩短产品开发周期，大大提高产品质量，因此受到人们的高度青睐。光学三维测量，光学测量是光电技术和机械测量相结合的研究。光学测量主要用于现代工业检测。利用计算机技术，可以实现快速准确的测量。方便记录、存储、打印、查询等功能。光学三维测量，随着现代检测技术的进步

2、，三维测量技术逐渐成为人们研究的焦点，特别是随着激光技术、计算机技术和图像处理技术等高科技的发展，光学三维测量技术得到了广泛的应用。光学非接触式3D测量技术，光学非接触式3D测量技术根据获取3D信息的基本方法可以分为两类：被动和主动。被动形式是在自然光(包括室内可控照明光)条件下，通过摄像机等光学传感器捕获的二维灰度图像，获取物体的三维信息。主动是利用一种特殊的受控光源(称为主动光源)照射待测物体，并根据主动光源已知的结构信息(几何、物体、光学)获得场景的三维信息。光栅投影三维测量技术，光栅投影三维测量技术是一种主动的非接触式三维测量技术。光栅投影三维测量技术以现代光学为基础，集光电子学、图像

3、图形处理、计算机控制、机器视觉等技术于一体。它在工业生产控制与检测、机器人视觉、空间遥感、医疗诊断、社会保障等领域有着广阔的应用前景。它的基本原理是用计算机产生正弦投影条纹，通过数字投影仪投射到物体表面。条纹由物体表面调制而产生变形。变形的条纹由一个电荷耦合器件照相机拍摄。然后用计算机提取相位场，恢复相位，得到绝对相位值。最后，通过系统标定和坐标变换得到物体表面的三维数据。光栅投影三维测量技术，光栅投影三维测量技术，摄像机和光栅投影相关参数：光学中心op和Oc，两个光学中心成像平面之间的距离和投影光栅摄像机坐标，参考坐标PP、P、h，光栅投影三维测量技术、P、h，当没有物体放置时，假设投影仪发

4、出的光束投射在参考平面上的点b上；当放置被测物体时，入射光的投影点成为物体表面上的P点。从相机的角度来看，在物体表面被高度调制之后，光从原始点B移动到点A。可以理解，线段AB具有高度信息“聚丙烯”。只要高度PP可以从照相机拍摄的图像中计算，并且过摆延伸到整个X-Y平面上的所有点，高度矩阵hx，y，光栅投影三维测量技术、摄像机和光栅投影相关参数：根据相似三角形原理公式，通过调制光栅图像的相位可以得到公共点B到A点的位移。当原始参考平面上的点B变成点A时，相应地，对应于点B的光栅条纹的相位也变成点A处的相位位移BA包含物体表面上的点p的高度信息(即，PP)。BA可以通过以下公式获得：P，h，l-h

5、，数字光栅投影技术的原理，摄像机和光栅投影的相关参数：P，h，l-h，所以，相位重建法恢复绝对相位，光栅投影三维测量技术，软件系统组成：光栅投影三维测量技术中的问题。目前，仍存在以下问题：1)阴影和盲区测量受被测物体表面散射特性的限制，必须满足“光到达(光可以发光)和视线到达(可以观察)两个条件。对于光线无法到达或视线无法到达的地方，无法实现形状测量，从而导致阴影和盲区问题。2)表面不连续性当表面不连续时，条纹的相对顺序不确定，导致解调相位不准确。3)图像预处理4)相移法获得的相位展开相位值折叠在- 的主值范围内，必须进行相位展开才能正确恢复折叠后的2n，从而获得真实的相位值。5)大曲面测量6

6、)由于测量系统的像差效应、透镜的畸变效应、CCD的非线性效应和图像采集卡的量化效应等，系统的测量精度会给相移测量方法带来非常复杂的非线性系统误差。所有这些因素降低了相移测量方法的测量精度。一、数字条纹投影三维测量技术的研究方向，首先，提高光栅投影三维测量的精度在一些欧美国家和日本的光学三维测量技术中起步较早。近年来，清华大学相继引进了不同类型的测量系统。许多大学，如上海交通大学、Xi交通大学和东南大学，也在跟踪、消化和吸收国外先进技术的基础上，对结构光测量技术进行了系统的研究。目前，我国光栅投影三维测量的最高精度可达0.008毫米，但测试视场在10075毫米范围内较小，仍有进一步提高的空间。光

7、栅投影三维测量技术可以从以下几个方面进行研究：1 .提高光栅投影三维测量精度的意义1。激光扫描三维测量需要很长时间，并且具有一般精度2。虽然市场上3D相机的精度um级很高，价格也很贵。3.采用正弦光栅投影和相移技术，在廉价的光学、电子和数字硬件设备的基础上，可以以较高的速度和精度采集和处理大量的三维数据。光栅投影三维测量技术研究方向，提高光栅投影三维测量精度，15X15mm，光栅投影三维测量技术研究方向，2。提高光栅投影三维测量速度实时性。2006年，德国研究人员结合几何光学中的平行光轴系统，提出了一种结合三步相移算法进行实时三维测量，测量速度高达30帧/秒；2010年，提出了一种基于投影仪散焦的快速三维光学测量方法，实现了667帧/秒的离线测量；2010年，k . l .提出了一种基于双频光栅的快速实时三维测量。120帧/秒的实时测量在军工、安防和