常州本地高精度便攜式三坐標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀

立體光學(xué)法（PhotometricStereo）為了彌補(bǔ)光度成形法中單張照片提供之信息不足，立體光學(xué)法采用一個(gè)相機(jī)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(xué)法使用三盞光源，從三個(gè)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(xué)中的完美漫射（perfectdiffusion）模型解出物體表面的梯度向量（gradients），經(jīng)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(gòu)成三維形體。當(dāng)物體的部分表面無法在輪廓線上展現(xiàn)時(shí)，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(dòng)轉(zhuǎn)盤上，每次旋轉(zhuǎn)一小角度后拍攝其視頻，再經(jīng)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。搜集各角度之輪廓線后即可“刻劃”成三維模型。常州本地高精度便攜式三坐標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀

手持激光（HandholdLaser）手持激光掃描儀透過上述的三角形測距法建構(gòu)出3D圖形：透過手持式設(shè)備，對(duì)待測物發(fā)射出激光光點(diǎn)或線性激光光。以兩個(gè)或兩個(gè)以上的偵測器（電耦組件或位置感測組件）測量待測物的表面到手持激光產(chǎn)品的距離，通常還需要借助特定引用點(diǎn)－通常是具黏性、可反射的貼片－用來當(dāng)作掃描儀在空間中定位及校準(zhǔn)使用。這些掃描儀獲得的數(shù)據(jù)，會(huì)被導(dǎo)入電腦中，并由軟件轉(zhuǎn)換成3D模型。手持式激光掃描儀，通常還會(huì)綜合被動(dòng)式掃描（可見光）獲得的數(shù)據(jù)（如待測物的結(jié)構(gòu)、色彩分布），建構(gòu)出更完整的待測物3D模型。結(jié)構(gòu)光源（StructuredLighting）將一維或二維的圖像投影至被測物上，根據(jù)圖像的形變情形，判斷被測物的表面形狀，可以非?？斓乃俣冗M(jìn)行掃描，相對(duì)于一次測量一點(diǎn)的探頭，此種方法可以一次測量多點(diǎn)或大片區(qū)域，故能用于動(dòng)態(tài)測量。南京推廣高精度便攜式三坐標(biāo)類型經(jīng)過向量場的積分后即可得到三維模型。

時(shí)差測距（Time-of-Flight）時(shí)差測距（time-of-flight，或稱'飛時(shí)測距'）的3D激光掃描儀是一種主動(dòng)式（active）的掃描儀，其使用激光光探測目標(biāo)物。圖中的光達(dá)即是一款以時(shí)差測距為主要技術(shù)的激光測距儀（laserrangefinder）。此激光測距儀確定儀器到目標(biāo)物表面距離的方式，是測定儀器所發(fā)出的激光脈沖往返一趟的時(shí)間換算而得。即儀器發(fā)射一個(gè)激光光脈沖，激光光打到物體表面后反射，再由儀器內(nèi)的探測器接收信號(hào)，并記錄時(shí)間。由于光速（speedoflight){\displaystylec}為一已知條件，光信號(hào)往返一趟的時(shí)間即可換算為信號(hào)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(hào)往返一趟的時(shí)間，則光信號(hào)行走的距離等于{\displaystyle(c\cdott)/2}。顯而易見的，時(shí)差測距式的3D激光掃描儀，其量測精度受到我們能多準(zhǔn)確地量測時(shí)間{\displaystylet}

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(dòng)掃描（active）與被動(dòng)掃描（passive），這些分類下又細(xì)分出眾多不同的技術(shù)方法。使用可見光視頻達(dá)成重建的方法，又稱做基于機(jī)器視覺（vision-based）的方式，是***機(jī)器視覺研究主流之一。接觸式掃描接觸式三維掃描儀透過實(shí)際觸碰物體表面的方式計(jì)算深度，如座標(biāo)測量機(jī)（CMM,CoordinateMeasuringMachine）即典型的接觸式三維掃描儀。此方法相當(dāng)精確，常被用于工程制造產(chǎn)業(yè)，然而因其在掃描過程中必須接觸物體，待測物有遭到探針破壞損毀之可能，因此不適用于高價(jià)值對(duì)象如古文物、遺跡等的重建作業(yè)。此外，相較于其他方法接觸式掃描需要較長的時(shí)間，現(xiàn)今**快的座標(biāo)測量機(jī)每秒能完成數(shù)百次測量，而光學(xué)技術(shù)如激光掃描儀運(yùn)作頻率則高達(dá)每秒一萬至五百萬次。光滑程度（smoothness）以及更多限制來求得精確的解。

三維掃描儀的用途是創(chuàng)建物體幾何表面的點(diǎn)云（pointcloud），這些點(diǎn)可用來插補(bǔ)成物體的表面形狀，越密集的點(diǎn)云可以創(chuàng)建更精確的模型（這個(gè)過程稱做三維重建）。若掃描儀能夠獲取表面顏色，則可進(jìn)一步在重建的表面上粘貼材質(zhì)貼圖，亦即所謂的材質(zhì)印射（texturemapping）。三維掃描儀可類比為照相機(jī)，它們的視線范圍都呈現(xiàn)圓錐狀，信息的搜集皆限定在一定的范圍內(nèi)。兩者不同之處在于相機(jī)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(jié)果含有深度信息，因此常以深度視頻（depthimage）或距離視頻（rangedimage）稱之。因?yàn)榇蠹s3.3皮秒（picosecond；微微秒）的時(shí)間，光信號(hào)就走了1毫米。南通微型高精度便攜式三坐標(biāo)密度

另有三眼視覺（trinocular）與其他使用更多攝影機(jī)的延伸方法。常州本地高精度便攜式三坐標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀

色度成形法（ShapefromShading）早期由B.K.P.Horn等學(xué)者提出，使用視頻像素的亮度值代入預(yù)先設(shè)計(jì)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(shù)多過限制條件，因此須借由更多假設(shè)條件縮小解集之范圍。例如加入表面可微分性質(zhì)（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(xué)法。立體光學(xué)法（PhotometricStereo）為了彌補(bǔ)光度成形法中單張照片提供之信息不足，立體光學(xué)法采用一個(gè)相機(jī)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(xué)法使用三盞光源，從三個(gè)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(xué)中的完美漫射（perfectdiffusion）模型解出物體表面的梯度向量（gradients），經(jīng)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。常州本地高精度便攜式三坐標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀

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