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结构光测量技术:从原理到应用

来源:汇金地网 2023/12/29 16:17:11

本文目录:

结构光测量技术:从原理到应用(1)

一、引言

结构光测量技术是一非接触式三维形貌测量技术,具有高精度、高效率、高自动化等优点,在机械制造、航空航天、汽车工业、医疗器械等领域得到广泛应用欢迎www.huijindi.com。本文原理、设备、算法以及应用等方面对结构光测量技术进行介绍。

二、原理

  结构光测量技术是通过投特定的光源模式(如光、条纹、点阵等)到测物体表面,利用相机记录光源模式在物体表面形成的影像,通过计算得到物体表面的三维形貌信息。

具体来说,结构光测量技术通常包括以步骤:

  1. 投光源模式:特定的光源模式投测物体表面,如光、条纹、点阵等。

2. 录制影像:使用相机捕捉光源模式在物体表面形成的影像。

  3. 图像处理:对录制的影像进行处理,如去噪、滤波、相位解析等汇~金~地~网

4. 三维重建:利用图像处理得到的相位信息,计算出物体表面的三维形貌信息。

三、设备

  结构光测量技术的设备主要包括光源、相机、投影镜头、计算机等。

  1. 光源:光源是结构光测量技术的核心部件,常用的光源包括激光、LED等。其中,激光具有光强高、光斑小、直线度高等优点,但价格较贵;LED则价格便宜,但光强较低。

  2. 相机:相机的选择应根据测物体的大小、形状、表面材质等因素来确定汇+金+地+网。常用的相机包括CCD相机、CMOS相机等。

  3. 投影镜头:投影镜头用光源模式投测物体表面,常用的投影镜头包括透镜、棱镜等。

4. 计算机:计算机用对录制的影像进行处理,并进行三维重建等计算操作。

四、算法

  结构光测量技术的算法主要包括相位测量法、三角测量法、深度学习等。

  1. 相位测量法:相位测量法是结构光测量技术中最常用的算法之一,其基本思想是通过测量光源模式在物体表面形成的相位差,计算出物体表面的高度信息汇金地网www.huijindi.com。常用的相位测量法包括正弦解法、相位移法、相位剪切法等。

  2. 三角测量法:三角测量法是一三角形相似原理的测量方法,其基本思想是通过相机拍摄不同角度的物体影像,利用三角形相似原理计算出物体表面的三维坐标信息。

3. 深度学习:深度学习是一神经网络的机器学习方法,其应用结构光测量技术中,可以通过训练神经网络,实现对物体表面的三维形貌信息的预测。

结构光测量技术:从原理到应用(2)

五、应用

  结构光测量技术在机械制造、航空航天、汽车工业、医疗器械等领域得到广泛应用。

  1. 机械制造:在机械制造中,结构光测量技术可以用测量零件的尺寸、形状、表面粗糙度等参,以证零件的精度和质量汇 金 地 网

  2. 航空航天:在航空航天领域中,结构光测量技术可以用测量飞机、卫星等复杂结构的形貌信息,以确其性能和安全。

  3. 汽车工业:在汽车工业中,结构光测量技术可以用测量汽车车身、发动机等部件的形貌信息,以提高汽车的性能和安全性。

4. 医疗器械:在医疗器械领域中,结构光测量技术可以用测量人体器官、组织等的形貌信息,以帮助医生进行诊断和治疗。

六、结论

  结构光测量技术具有高精度、高效率、高自动化等优点,在工业生产、医疗健等领域得到广泛应用。随着硬件设备和算法的不断发展,结构光测量技术会在更多领域得到应用,为人们的生产和生活带来更多便利汇.金.地.网

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