無錫替換高精度便攜式三坐標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀

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(cè)量的是距離。由于測(cè)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。建構(gòu)出更完整的待測(cè)物3D模型。無錫替換高精度便攜式三坐標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀

時(shí)差測(cè)距（Time-of-Flight）時(shí)差測(cè)距（time-of-flight，或稱'飛時(shí)測(cè)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(cè)目標(biāo)物。圖中的光達(dá)即是一款以時(shí)差測(cè)距為主要技術(shù)的激光測(cè)距儀（laserrangefinder）。此激光測(cè)距儀確定儀器到目標(biāo)物表面距離的方式，是測(cè)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(cè)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(cè)距式的3D激光掃描儀，其量測(cè)精度受到我們能多準(zhǔn)確地量測(cè)時(shí)間{\displaystylet}鹽城巨型高精度便攜式三坐標(biāo)概念設(shè)計(jì)而激光光能達(dá)到極高之精確度，然而這種方法對(duì)于噪聲相當(dāng)敏感。

三角測(cè)距（Triangulation）三角測(cè)距3D激光掃描儀，也是屬于以激光光去偵測(cè)環(huán)境情的主動(dòng)式掃描儀。相對(duì)于飛時(shí)測(cè)距法，三角測(cè)距法3D激光掃描儀發(fā)射一道激光到待測(cè)物上，并利用攝影機(jī)查找待測(cè)物上的激光光點(diǎn)。隨著待測(cè)物（距離三角測(cè)距3D激光掃描儀）距離的不同，激光光點(diǎn)在攝影機(jī)畫面中的位置亦有所不同。這項(xiàng)技術(shù)之所以被稱為三角型測(cè)距法，是因?yàn)榧す夤恻c(diǎn)、攝影機(jī)，與激光本身構(gòu)成一個(gè)三角形。在這個(gè)三角形中，激光與攝影機(jī)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(jī)畫面中激光光點(diǎn)的位置，我們可以決定出攝影機(jī)位于三角形中的角度。這三項(xiàng)條件可以決定出一個(gè)三角形，并可計(jì)算出待測(cè)物的距離。在很多案例中，以**形激光條紋取代單一激光光點(diǎn)，將激光條紋對(duì)待測(cè)物作掃描，大幅加速了整個(gè)測(cè)量的進(jìn)程。NationalResearchCouncilofCanada是致力于研發(fā)三角測(cè)距激光掃描技術(shù)的協(xié)會(huì)之一（1978）。

手持激光（HandholdLaser）手持激光掃描儀透過上述的三角形測(cè)距法建構(gòu)出3D圖形：透過手持式設(shè)備，對(duì)待測(cè)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(cè)器（電耦組件或位置感測(cè)組件）測(cè)量待測(cè)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(cè)物的結(jié)構(gòu)、色彩分布），建構(gòu)出更完整的待測(cè)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(cè)物上，根據(jù)圖像的形變情形，判斷被測(cè)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(cè)量一點(diǎn)的探頭，此種方法可以一次測(cè)量多點(diǎn)或大片區(qū)域，故能用于動(dòng)態(tài)測(cè)量。乃是在定點(diǎn)上拍攝四周視頻使之得以重建場(chǎng)景環(huán)境。

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(cè)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(cè)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(zhǎng)的時(shí)間，現(xiàn)今**快的座標(biāo)測(cè)量機(jī)每秒能完成數(shù)百次測(cè)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。無錫替換高精度便攜式三坐標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀

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。無錫替換高精度便攜式三坐標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀

立體視覺法（Stereoscopic）傳統(tǒng)的立體成像系統(tǒng)使用兩個(gè)放在一起的攝影機(jī)，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(dāng)然實(shí)際上人腦對(duì)深度信息的感知?dú)v程復(fù)雜許多），若已知兩個(gè)攝影機(jī)的彼此間距與焦距長(zhǎng)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(qū)塊比對(duì)（blockmatching）或?qū)O幾何（epipolargeometry）算法達(dá)成。使用兩個(gè)攝影機(jī)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(jī)的延伸方法。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。無錫替換高精度便攜式三坐標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀

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