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三維測量內(nèi)窺鏡幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)

 二維碼 388
發(fā)表時間:2019-04-15 19:48作者:杰泰

三維測量內(nèi)窺鏡幾種比較成熟方法的原理及優(yōu)缺點(diǎn)對比:

1、飛行時間法

原理:通過直接測量光傳播的時間,確定物體的面型。發(fā)射脈沖信號,接受發(fā)射回的光,計(jì)算距離。

精度:毫米級

優(yōu)點(diǎn):原理簡單,可避免陰影和遮擋等問題,且儀器便攜化。

缺點(diǎn):精度相對較低

2、莫爾條紋法

原理:采用兩組光柵,一個主光柵,一個基準(zhǔn)光柵,通過基準(zhǔn)光柵來檢測輪廓表面的主光柵,并根據(jù)條紋規(guī)律來推算物體的輪廓面型。

優(yōu)點(diǎn):過程運(yùn)算量小,比較容易實(shí)現(xiàn)快速測量。

缺點(diǎn):單從莫爾等高線不能判定物體凹凸,且光柵制作存在局限性,一般應(yīng)用于工業(yè)在線質(zhì)量檢測。主要有兩類:影像型莫爾條紋和投影型摩爾條紋

①影像型摩爾條紋

優(yōu)點(diǎn):測量精度高

缺點(diǎn):要求較大光柵面積,至少覆蓋待測輪廓,且光柵要緊挨待測物體

②投影莫爾法

將一個光柵投射到被測物體上,旁邊使用另一個光柵觀測行程的摩爾條紋,分析觀測到的摩爾條紋,就可得到深度信息。

優(yōu)點(diǎn):適合測量較大物體。

3、立體視覺法

原理:由多幅圖像(一般兩幅)來獲取物體三維幾何信息的方法。主要模仿生物,幾乎所有具備視覺的生物,都是兩個眼睛。利用成像設(shè)備從不同位置獲取被測物體的兩幅圖像,通過計(jì)算圖像對應(yīng)點(diǎn)間的位置偏差,來獲取物體的三維幾何信息。

優(yōu)點(diǎn):原理簡單,對材質(zhì)顏色等物面性質(zhì)及背景光等環(huán)境因素要求較低,在超大型三維測量如建筑物測量中具有不可替代的優(yōu)勢。

缺點(diǎn):系統(tǒng)需要預(yù)先標(biāo)定,當(dāng)測量環(huán)境發(fā)生變化時,相機(jī)參數(shù)需要重新調(diào)節(jié)。很難獲取無紋理區(qū)域的信息。

應(yīng)用:內(nèi)窺鏡雙目立體測量

4、激光三角法

原理:線掃描法的一種,是用線光源投射到待測物體表面,然后經(jīng)過一側(cè)一維的掃描,獲得整個物體的深度信息。

每次投射器投射一條光線到物體上,攝像機(jī)對帶有光條紋的物體成像,圖像上的光線特征恰恰對應(yīng)投射器的光線。根據(jù)三角測量原理,可確定落在物體上光線的深度信息。

優(yōu)點(diǎn):原理簡單,精度較高,因?yàn)槭褂脝紊院玫募す馐沟眠@種方法很少受物體表面紋理的影響相對較穩(wěn)定,因此激光三角法在精度要求較高、環(huán)境較為復(fù)雜的工業(yè)檢測領(lǐng)域,應(yīng)用非常廣泛

缺點(diǎn):由于單幀圖像得到的信息非常有限,激光三角法還需要一次一維的移動掃描,這也導(dǎo)致該方法效率較低。


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