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三維測(cè)量?jī)?nèi)窺鏡幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)

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

三維測(cè)量?jī)?nèi)窺鏡幾種比較成熟方法的原理及優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比:

1、飛行時(shí)間法

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

精度:毫米級(jí)

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

缺點(diǎn):精度相對(duì)較低

2、莫爾條紋法

原理:采用兩組光柵,一個(gè)主光柵,一個(gè)基準(zhǔn)光柵,通過(guò)基準(zhǔn)光柵來(lái)檢測(cè)輪廓表面的主光柵,并根據(jù)條紋規(guī)律來(lái)推算物體的輪廓面型。

優(yōu)點(diǎn):過(guò)程運(yùn)算量小,比較容易實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量。

缺點(diǎn):?jiǎn)螐哪獱柕雀呔€(xiàn)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(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)。主要有兩類(lèi):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(cè)量精度高

缺點(diǎn):要求較大光柵面積,至少覆蓋待測(cè)輪廓,且光柵要緊挨待測(cè)物體

②投影莫爾法

將一個(gè)光柵投射到被測(cè)物體上,旁邊使用另一個(gè)光柵觀(guān)測(cè)行程的摩爾條紋,分析觀(guān)測(cè)到的摩爾條紋,就可得到深度信息。

優(yōu)點(diǎn):適合測(cè)量較大物體。

3、立體視覺(jué)法

原理:由多幅圖像(一般兩幅)來(lái)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(jué)的生物,都是兩個(gè)眼睛。利用成像設(shè)備從不同位置獲取被測(cè)物體的兩幅圖像,通過(guò)計(jì)算圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的位置偏差,來(lái)獲取物體的三維幾何信息。

優(yōu)點(diǎn):原理簡(jiǎn)單,對(duì)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(cè)量如建筑物測(cè)量中具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。

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

應(yīng)用:內(nèi)窺鏡雙目立體測(cè)量

4、激光三角法

原理:線(xiàn)掃描法的一種,是用線(xiàn)光源投射到待測(cè)物體表面,然后經(jīng)過(guò)一側(cè)一維的掃描,獲得整個(gè)物體的深度信息。

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

優(yōu)點(diǎn):原理簡(jiǎn)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(duì)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(cè)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(dòng)掃描,這也導(dǎo)致該方法效率較低。


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