復(fù)雜幾何形體結(jié)構(gòu)光真三維測量技術(shù)研究中文摘要

對(duì)產(chǎn)品原型的三維測量是逆向工程中的首要環(huán)節(jié)，測量數(shù)據(jù)的完整性是決定曲面重構(gòu)等后續(xù)環(huán)節(jié)能夠順利進(jìn)行的基本前提。目前常用的基于單發(fā)射單接收或單發(fā)射多接收的測量方式在測量復(fù)雜形體時(shí)極易由于遮擋而產(chǎn)生測量盲區(qū)。為解決這一突出問題，本項(xiàng)目以圖象處理和機(jī)器視覺理論為基礎(chǔ)，以結(jié)構(gòu)光測量技術(shù)為主要手段，構(gòu)建由CCD攝像機(jī)和激光線投射器組成的多發(fā)射多接收測量結(jié)構(gòu)方案，同時(shí)從多個(gè)方向測量同一個(gè)點(diǎn)，即使在有遮擋的情況下，也保證至少從一個(gè)方向可以測量該點(diǎn)。在本項(xiàng)目的實(shí)施過程中將重點(diǎn)對(duì)包含多光條的圖象進(jìn)行處理，提取各個(gè)光條的中心位置，并確定每個(gè)光條所對(duì)應(yīng)的激光器；其次，要解決結(jié)構(gòu)光外參數(shù)的標(biāo)定和多結(jié)構(gòu)光數(shù)據(jù)融合問題，將各個(gè)光平面中的二維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為掃描機(jī)構(gòu)機(jī)器坐標(biāo)系下的三維數(shù)據(jù)并拼合在一起。本項(xiàng)目的意義在于避免由于遮擋而產(chǎn)生的測量盲區(qū)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的三維測量，解決復(fù)雜幾何形體的完整測量問題。 2100433B

光學(xué)三維測量與質(zhì)量檢測。

三維測量可定義為“一種具有可作三個(gè)方向移動(dòng)的探測器，可在三個(gè)相互垂直的導(dǎo)軌上移動(dòng)，此探測器以接觸或非接觸等方式傳送訊號(hào)，三個(gè)軸的位移測量系統(tǒng) 經(jīng)數(shù)據(jù)處理器或計(jì)算機(jī)等計(jì)算出工件的各點(diǎn)坐標(biāo)(X、Y、Z)及各項(xiàng)功能的測量”。 三維測量的測量功能應(yīng)包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等。

機(jī)械、汽車、航空、軍工、家具、工具原型等測量高精度的幾何零部件以及測量復(fù)雜形狀的機(jī)械零部件。

三維測量技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域：

三維激光掃描技術(shù)不斷發(fā)展并日漸成熟，三維掃描設(shè)備也逐漸商業(yè)化，三維激光掃描儀的巨大優(yōu)勢就在于可以快速掃描被測物體，不需反射棱鏡即可直接獲得高精度的掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)。這樣一來可以高效地對(duì)真實(shí)世界進(jìn)行三維建模和虛擬重現(xiàn)。因此，其已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一，并在文物數(shù)字化保護(hù)、土木工程、工業(yè)測量、自然災(zāi)害調(diào)查、數(shù)字城市地形可視化、城鄉(xiāng)規(guī)劃等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

（1）測繪工程領(lǐng)域：大壩和電站基礎(chǔ)地形測量、公路測繪，鐵路測繪，河道測繪，橋梁、建筑物地基等測繪、隧道的檢測及變形監(jiān)測、大壩的變形監(jiān)測、隧道地下工程結(jié)構(gòu)、測量礦山及體積計(jì)算。

（2）結(jié)構(gòu)測量方面：橋梁改擴(kuò)建工程、橋梁結(jié)構(gòu)測量、結(jié)構(gòu)檢測、監(jiān)測、幾何尺寸測量、空間位置沖突測量、空間面積、體積測量、三維高保真建模、海上平臺(tái)、測量造船廠、電廠、化工廠等大型工業(yè)企業(yè)內(nèi)部設(shè)備的測量；管道、線路測量、各類機(jī)械制造安裝。

（3）建筑、古跡測量方面：建筑物內(nèi)部及外觀的測量保真、古跡（古建筑、雕像等）的保護(hù)測量、文物修復(fù)，古建筑測量、資料保存等古跡保護(hù)，遺址測繪，贗品成像，現(xiàn)場虛擬模型，現(xiàn)場保護(hù)性影像記錄。

（4）緊急服務(wù)業(yè)：反恐怖主義，陸地偵察和攻擊測繪，監(jiān)視，移動(dòng)偵察，災(zāi)害估計(jì)，交通事故正射圖，犯罪現(xiàn)場正射圖，森林火災(zāi)監(jiān)控，滑坡泥石流預(yù)警，災(zāi)害預(yù)警和現(xiàn)場監(jiān)測，核泄露監(jiān)測。

（5）娛樂業(yè)：用于電影產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，為電影演員和場景進(jìn)行的設(shè)計(jì)，3D游戲的開發(fā)，虛擬博物館，虛擬旅游指導(dǎo)，人工成像，場景虛擬，現(xiàn)場虛擬。