三维数据测量技术ppt课件

1、澳大利亚首都直辖区实验室，三维数据测量技术，报告人：日期：11月3日，1、研究背景和意义三维数据测量技术的现状，主要内容，2、1、研究背景和意义，3、众所周知，测量一直是工业领域的一项重要内容，从产品开发、加工到装配。在实际生产中，使用传统的检测方法来测量大型零件不仅费时费力，而且难以满足精度要求。例如，航空大型部件、发动机叶轮、船体等测量。为了解决复杂形状表面轮廓尺寸的测量和三维测量精度的提高等一系列问题，迫切需要开发适合上述情况的三维数据测量技术。4、2、3D数据测量技术的现状、5、现有的3D测量技术有很多，它们的原理是不同的。它们大多基于光学、声学、电磁和机械接触原理。三维测量技术的分类

2、，根据其是否与被测物体接触，三维测量技术可分为两类：接触测量和非接触测量。“探头与零件表面直接接触”，“间接获得”，基于基于物理模拟量(如磁场、光学、超声波等)的“力-变形”原理触发测量。6。接触式三维测量技术，典型的接触式测量设备是三坐标测量机和关节臂测量机。在上图中，关节臂测量机，7。美国FARO公司生产的铂金系列关节臂测量机，单点精度为0.005毫米，空间长度精度为0.02毫米，最轻重量不超过9.0公斤，关节臂测量机，优点：1)机械结构简单；2)运动灵活，测量范围大；3)便携性好。缺点：1)精度低于传统的三坐标测量机，精度一般在10m以上；2)关节臂测量机可能存在死角或精度差的区域；3)

3、测量效率相对较低。8、非接触式三维测量技术，9、1)速度快，其效率是经纬仪交会系统的几倍，而且新仪器每秒可采样10000次；2)精度高，典型仪器测量精度指标为0.02毫米1.1米/米；/m；3)动态跟踪，可以实时跟踪测量，然后测量动态和轨迹；4)测量范围大，可测量半径不小于35m的物体。激光跟踪仪，优势：10，激光跟踪仪，T型探头，瑞士徕卡公司的三维坐标测量系统，可视为激光跟踪技术和三维视觉技术的结合。如图所示，测量笔配有一个测量头、几个目标点(红外发光二极管)和一只猫眼，它们的相互位置关系是已知的。测量头的空间位置可以通过获得目标点和猫眼的空间位置来计算。在测量中，通过激光跟踪仪检测猫眼的位

4、置，得到测量笔的大致位置，然后摄像机根据激光跟踪仪获取的位置信息快速定位测量笔，并通过CCD摄像机获取目标点的图像。计算机根据图像计算目标点的空间位置，并结合激光跟踪仪测量的猫眼位置计算测量头的空间位置。11、激光线三维扫描测量仪，是一种基于线激光投影和三角测量原理的非接触测量设备。在测量过程中，将一束带状激光束投射到被测物体的表面，反射光束由CCD摄像机接收，然后根据三角测量原理获得三维坐标数据。特点：1)测量设备不与被测物体接触；2)测量速度快；3)可以进行现场测量。缺点：测量精度普遍低于三坐标测量机，受扫描范围和景深的限制。不适合测量大尺寸范围的零件。结构光三维扫描仪是一种基于线或平面结

5、构光投影和双目原理的非接触测量设备结构光三维扫描仪，特点是：1)测量速度快；2)一次测量有多个数据点，具有大规模采集地表数据的能力；3)非接触式扫描，非接触式三维光学扫描模式，可扫描复杂外形、自由曲面、柔软变形或易磨损的物体；4)精度高，独特的校准技术可使单面精度达到4米。它已广泛应用于飞机、汽车、船舶等大型复杂零件的轮廓测量。13，14，近景摄影测量系统，该系统利用数字近景摄影测量原理，通过处理捕获的图像获得精确的三维坐标。实验室自动定位系统的改造结果一般为几米，商用Tritop系统的改造结果一般为几十米。15，只使用一个摄像头。与双目视觉方法相比，该方法结构简单，摄像机标定简单，能够对不同深度的多个目标进行测距。该方法模拟了人眼的三维成像过程。利用两台具有一定距离和角度的CCD摄像机同时拍摄场景图像，根据光学三角形原理获得物体表面空间点的三维坐标。为了提高双目自动匹配的可靠性，降低双目匹