多线结构光在地形测量中的应用

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结合线结构光立体视觉和条纹反射法的三维轮廓检测系统

结合线结构光立体视觉和条纹反射法的三维轮廓检测系统随着科学技术的不断发展，光学视觉技术在工业生产和自动化领域中的应用越来越广泛。

特别是在三维轮廓检测领域，结合线结构光立体视觉和条纹反射法成为了一种热门的解决方案。

本文将介绍这种三维轮廓检测系统的原理和应用，以及其在工业生产中的潜在影响。

一、线结构光立体视觉技术线结构光立体视觉技术是一种通过投射光线和摄像头捕获图像来获取物体表面三维轮廓的技术。

其原理是通过将光源投射成一条或多条光线在被测物体表面上形成一定的图案，然后利用摄像头捕捉这个图案。

通过分析图像中的光点的扭曲变形，可以计算出物体表面的三维轮廓数据。

线结构光立体视觉技术具有成本低、非接触、高分辨率等优点，因此在工业领域得到了广泛应用。

在汽车零部件的精密加工过程中，通过线结构光立体视觉技术可以实现对零件表面缺陷的快速检测和尺寸测量，大大提高了生产效率和质量控制的精度。

二、条纹反射法条纹反射法是一种通过投射一组光条到被测物体表面上，利用物体表面的反射图案来计算出物体表面的形状和轮廓的技术。

其原理是通过观察物体表面的反射条纹图案，分析条纹的形变和位移，从而确定物体表面的曲率和形状。

条纹反射法在工业产品检测、质量控制、医学成像等领域都有广泛的应用。

通过条纹反射法可以实现对复杂曲面物体的形状测量，提高了测量的精度和可靠性。

结合线结构光立体视觉和条纹反射法的三维轮廓检测系统，利用两种技术的优势互补，可以实现对物体表面形状的高精度检测和测量。

其工作原理是通过先利用线结构光立体视觉技术获取物体表面的初步轮廓数据，然后再利用条纹反射法对物体表面进行精细化的形状测量。

这种系统的优势在于可以克服单一技术的局限性，提高了三维轮廓检测的测量精度和可靠性。

由于这种系统可以实现高速、高精度、非接触的三维轮廓检测，在自动化生产线上具有广泛的应用前景。

四、应用前景结合线结构光立体视觉和条纹反射法的三维轮廓检测系统在工业生产中具有广阔的应用前景。

线结构光测量原理

线结构光测量原理
线结构光测量是一种非接触式三维测量技术，通过投射一维的线状结构光到目标表面上，再通过相机捕捉目标表面上的光斑图案，从而实现对目标表面三维形状的测量。

这种技术在工业制造、医学影像、文物保护等领域有着广泛的应用。

线结构光测量的原理基于三角测量原理，即通过相机和投射仪之间的角度关系来计算出目标表面上每个点的三维坐标。

在线结构光测量中，投射仪会投射一条或多条线状的光到目标表面上，形成一个或多个光斑图案。

相机会捕捉这些光斑图案，并通过计算光斑的位置、形状等信息，来确定目标表面上各个点的空间位置。

在实际应用中，线结构光测量系统通常包括投射仪、相机和计算机。

投射仪用于产生线状的光源，相机用于捕捉目标表面上的光斑图案，计算机则用于处理图像数据，计算出目标表面的三维形状。

线结构光测量技术具有许多优点。

首先，它是一种非接触式测量技术，可以避免对目标表面造成损伤。

其次，线结构光测量可以实现快速、精确的三维测量，适用于各种形状的目标表面。

此外，线结构光测量系统结构简单，使用方便，成本较低。

然而，线结构光测量技术也存在一些局限性。

首先，受到环境光线的干扰，可能会影响测量精度。

其次，对于光滑、反射性强的表面，可能会出现光斑扩散、重叠等问题，影响测量效果。

此外，线结构
光测量对于不可见的目标表面（如玻璃、液体等）无法应用。

总的来说，线结构光测量技术是一种快速、精确的三维测量方法，广泛应用于工业制造、医学影像、文物保护等领域。

随着科技的不断发展，线结构光测量技术将会越来越多地融入到我们的生活和工作中，为我们带来更多便利和效益。

线结构光测量原理

线结构光测量原理一、引言光学测量技术在工业制造和科学研究中广泛应用，其中线结构光测量技术是其中一种常见的非接触式三维形貌测量方法。

本文将详细介绍线结构光测量原理。

二、线结构光测量概述线结构光测量是通过投射一系列平行或等距的光条或光点，利用被测物体表面反射或散射的光线信息，通过相机成像和数字图像处理等方法，得到被测物体表面的三维形貌信息。

这种技术适用于对各种形状、大小及复杂程度的物体进行精确快速地三维形貌检测。

三、线结构光投影原理1. 光源选择线结构光投影需要使用高亮度、高稳定性和长寿命的激光作为光源。

常见的激光器有半导体激光器和氦氖激光器等。

2. 投影方式选择根据被测物体的大小和形状以及实际应用需求，可以选择平行投影或斜向投影方式。

平行投影方式适合于大型物体表面形貌测量，而斜向投影方式适合于小型物体表面形貌测量。

3. 投影光线的平行化为了确保投影光线的平行性，需要使用特殊的透镜或棱镜对激光进行调制和聚焦，使得激光束变成一条平行的线条或点阵。

四、被测物体表面反射原理当投射的光线照射到被测物体表面时，会发生反射和散射现象。

其中，反射现象是指光线从被测物体表面上反弹回来；散射现象是指部分光线在经过物体表面后发生偏折和扩散。

五、相机成像原理1. 相机选择相机需要具有高分辨率、高灵敏度和低噪声等特点。

常用的相机有CCD相机和CMOS相机等。

2. 摄像头位置选择摄像头与激光器之间的距离以及摆放角度会影响到成像质量。

一般情况下，摄像头与激光器之间应保持一定距离，并且角度不宜过大或过小。

3. 图像采集与处理相机采集到的图像需要进行数字化处理，包括去噪、滤波、边缘检测、图像配准等步骤。

最终得到的是被测物体表面的三维坐标信息。

六、误差分析线结构光测量中存在多种误差来源，如光源稳定性、投影光线平行度、摄像头位置不准确等。

这些误差会对最终的测量结果产生影响，因此需要进行误差分析和校正。

七、应用领域线结构光测量技术广泛应用于机械制造、汽车工业、电子制造等领域。

结构光及其应用

结构光及其应用结构光及其应用结构光是一种通过发射具有特定结构的光波，来获取目标物体的三维形状信息的技术。

它在许多领域中得到了广泛的应用。

下面是结构光技术的几个主要应用：1. 三维成像与扫描结构光技术可以用于三维成像与扫描领域。

通过发射一束具有特定结构的光到目标物体上，然后通过相机或传感器接收反射回来的光，并根据光的失真来计算目标物体的形状和表面纹理信息。

这种技术可以应用于工业自动化、计算机图形学、虚拟现实等领域。

2. 人脸识别与生物特征识别结构光技术可以在人脸识别和生物特征识别系统中被应用。

通过使用结构光投影器和相机，可以获取人脸或其他生物特征区域的三维形状和纹理信息。

结构光技术相对于传统的图像识别技术，在识别准确度和安全性方面具有更高的优势。

3. 虚拟现实和增强现实结构光技术在虚拟现实和增强现实领域有着广泛的应用。

通过使用结构光投影器和传感器，可以在现实世界中生成虚拟的物体或场景，并且可以获取用户与虚拟物体之间的交互信息。

这种技术可以用于电子游戏、教育培训、手术模拟等领域。

4. 机器人感知与导航结构光技术可以用于机器人的感知与导航系统中。

通过使用结构光投影器和相机，机器人可以获取周围环境的三维形状和纹理信息，从而实现对环境的感知和建模。

这种技术可以应用于自动驾驶汽车、无人机、家庭服务机器人等领域，提升机器人的自主性和自适应能力。

5. 工业测量和质量控制结构光技术可以用于工业测量和质量控制。

通过使用结构光投影器和相机，可以精确测量目标物体的尺寸、形状和表面质量等参数。

这种技术可以应用于汽车制造、航空航天、电子设备等领域，提高生产效率和产品质量。

总之，结构光技术在多个领域中都有广泛的应用。

它的发展将进一步推动科技创新，并为各行各业带来更多的机遇和挑战。

结合线结构光立体视觉和条纹反射法的三维轮廓检测系统

结合线结构光立体视觉和条纹反射法的三维轮廓检测系统1. 引言1.1 研究背景线结构光技术是一种基于光学原理的三维测量技术，通过使用投射光源产生的特定光线结构，可以在被测物体表面产生一系列明暗交替的条纹。

而条纹反射法则是一种利用光反射原理测量物体表面形态的方法，通过观察光斑的形态变化，可以获取物体表面的深度信息。

结合线结构光和条纹反射法可以有效地提高三维轮廓检测系统的测量精度和速度。

随着工业制造和数字化技术的发展，对物体三维形态的快速、精确检测需求日益增加。

传统的三维检测方法受限于测量精度和复杂度，无法满足现代工业生产的需求。

研究如何结合线结构光立体视觉和条纹反射法，在保证测量精度的基础上提高检测效率，具有重要的研究意义和实际应用价值。

本文旨在探讨如何设计并实现一种新型的三维轮廓检测系统，通过结合线结构光技术和条纹反射法，提高系统的测量精度和速度，进一步推动三维形态检测技术的发展与应用。

1.2 问题提出在三维检测领域，目前存在着传统方法运用线结构光或条纹反射法进行轮廓检测时存在的一些问题。

线结构光技术在复杂环境下易受干扰，导致检测结果不稳定；而条纹反射法在光照条件不均匀时容易产生误差，影响检测精度。

如何结合线结构光技术的立体视觉特点和条纹反射法的高精度特性，设计一个有效的三维轮廓检测系统，成为当前研究中亟需解决的问题。

为了克服传统方法中存在的问题，我们提出了一种结合线结构光技术和条纹反射法的三维轮廓检测系统。

通过利用线结构光技术获取目标物体的深度信息，结合条纹反射法提取物体表面的纹理特征，实现对目标物体的精准检测和重建。

这一系统的设计不仅可以提高检测的稳定性和准确性，还能够适应不同光照条件下的检测需求，具有很强的实用性和应用前景。

通过该系统的实验验证和性能评价，我们将进一步验证其在三维轮廓检测领域的有效性和前景。

1.3 研究意义三维轮廓检测是现代制造业中非常重要的一项技术，在产品设计、质量检测和自动化生产中都具有广泛的应用。

线结构光三维测量系统关键技术的研究

线结构光三维测量系统关键技术的研究
线结构光三维测量系统是一种利用线结构光技术实现三维测量的新型非接触式测量系统，广泛应用于零件的形状测量、复杂零件的几何量测，机器人产品质量检测、产品立体
检测以及空间运动学机器视觉测量系统中。

近年来，由于线结构光技术的持续发展，线结
构光三维测量系统的精度和测量速度不断提升，使三维测量技术在更多的工业领域得到应用。

线结构光三维测量系统以视觉三角测量原理为核心，使用高速相机搭配光缆或激光系
统照明，其能够对物体形状、面曲面波纹等表面特征快速准确地进行三维测量。

若使用激
光系统照明，在高度范围内，测量精度能达到毫米量级，测量速度更加快捷。

线结构光三维测量系统有一整套完备的关键技术，包括激光系统、图像采集系统、图
像处理技术、三维测量算法以及联网系统等。

激光系统的关键技术是激光投射仪，激光投
射仪能够在物体表面投射出各种线条形状的线结构光。

图像采集系统要求拥有高质量、高
速度以及高精度的图像采集系统，图像处理技术要求计算机能够进行自动识别复杂形状的
三维物体，三维测量算法理论要求采用能够提高测量精度且计算较少的三角测量数学模型，以此加快系统测量速度。

最后，线结构光三维测量系统要求采用稳定可靠的网络系统，以实现远程监控和可视
化管理，实现更加便利的操作和管理，提高企业的工作效率。

基于多线结构光的三维重建系统研究及应用

基于多线结构光的三维重建系统研究及应用
基于多线结构光的三维重建系统是一种主动式三维测量方法，通过投射多条结构光到被测物体上，通过结构光的变形来确定被测物的尺寸参数，进而实现三维重建。

该系统的硬件部分通常包括两个工业CMOS彩色摄像头和一个DLP 投影仪。

摄像机和投影仪由Versavis板完成触发与时间同步。

另外，为了获得更精确的测量结果，还可以引入IMU为未来的运动补偿策略做准备。

该系统的测量范围通常为设备前方0.3\~1.0m的区域。

软件部分通常在机器人操作系统（ROS）的框架规范下编写，以确保与其他ROS社区的功能组件完成交互与集成。

整个三维重建流程分为四个节点，并在较有效率的零拷贝指针来传递进程之间的图像的同时保证了各个部分的模块性。

部分Decoder与Triangular节点继承了SLStudio中的代码。

此外，该系统也广泛应用于各种场景中。

例如静态精度测试、运动滑轨实验和喷涂场景实验等。

总之，基于多线结构光的三维重建系统是一种精确、高效的三维测量方法，具有广泛的应用前景。

在未来，随着技术的不断发展，该系统
将会不断完善和优化，为更多的领域提供强大的技术支持。

线结构光三维测量原理

线结构光三维测量原理线结构光三维测量是一种常用的三维形貌获取技术，通过投射一束具有特定结构的光线，利用物体表面对光线的反射或者散射来获取物体表面的三维形状信息。

这种技术广泛应用于工业制造、医学影像、文物保护等领域，在提高生产效率、保护文物、医学诊断等方面发挥着重要作用。

线结构光三维测量的原理是利用光学投影原理，通过投射一束特定结构的光线（如条纹、格网等），使得物体表面在不同位置产生不同的反射或散射效果。

通过相机捕获物体表面的反射或散射图像，并通过图像处理算法进行分析，从而得到物体表面的三维形状信息。

在进行线结构光三维测量时，首先需要确定光源、相机和物体之间的相对位置关系，确保光线能够正确照射到物体表面并被相机捕获到。

然后，通过控制光源的投射角度和结构，使得物体表面产生清晰的反射或散射效果，以便后续的图像处理分析。

在图像处理方面，通常会采用相位解析技术来获取物体表面的高度信息。

通过对捕获到的图像进行相位差分分析，可以得到物体表面在不同位置的相位信息，进而计算出物体表面的三维坐标信息。

这种相位解析技术能够实现高精度的三维形貌测量，广泛应用于工业制造领域。

除了相位解析技术外，还有基于深度学习的图像处理算法在线结构光三维测量中得到了广泛应用。

通过训练神经网络模型，可以实现对复杂物体表面的三维形状信息的准确提取，进一步提高了测量的精度和效率。

总的来说，线结构光三维测量是一种基于光学原理和图像处理技术的高效三维形貌获取方法。

它在工业制造、医学影像、文物保护等领域发挥着重要作用，为相关领域的发展提供了有力支持。

随着图像处理技术的不断发展和创新，线结构光三维测量技术将会更加普及和应用，为人类社会的发展带来更多的便利和进步。

多基线相位差分技术在测绘中的应用方法介绍

多基线相位差分技术在测绘中的应用方法介绍引言：测绘作为一门精密的科学技术，为我们提供了重要的地理信息。

在测绘中，多基线相位差分技术被广泛应用，它能够提高测量精度，减少人为误差。

本文将介绍多基线相位差分技术的原理、应用方法及其在测绘中的重要性。

一、多基线相位差分技术的原理多基线相位差分技术基于GPS信号的传播速度不变原理，通过对不同基线之间的相位差进行测量，来获得精确的位置信息。

该技术基于以下原理：1.1 GPS信号的传播速度不变GPS信号在空间传播时，其传播速度是恒定的。

这一原理是多基线相位差分技术能够实现高精度测量的基础。

1.2 接收机钟差的消除多基线相位差分技术利用多个接收机同时测量相同的GPS信号，通过差分测量消除接收机钟差的影响，以提高测量结果的准确性。

二、多基线相位差分技术的应用方法多基线相位差分技术在测绘领域有着广泛的应用，以下是几种常见的应用方法：2.1 空间三角测量在测量一个物体或地点的空间位置时，可以选择多个基线进行测量。

通过利用多个基线得到的相位差测量结果，可以实现更精确的位置定位。

2.2 大地测量大地测量是测绘中的重要部分，通过利用多基线相位差分技术，可以实现对地球形状、地壳运动等的测量。

通过多个基线的差分测量，可以获得更准确的测量结果。

2.3 高精度地图制作多基线相位差分技术可以应用于高精度地图制作中。

通过多基线的差分测量，可以排除测量过程中的系统误差，从而获得更准确的测量结果。

这些准确的数据可以用来制作高精度地图，为地理信息系统提供更可靠的数据支持。

三、多基线相位差分技术在测绘中的重要性多基线相位差分技术在测绘中具有重要的意义，主要体现在以下几个方面：3.1 提高测量精度多基线相位差分技术能够有效消除接收机钟差和大气延迟等因素的影响，从而提高测量精度。

相比传统的单基线测量方法，多基线相位差分技术能够获得更准确的结果。

3.2 减少人为误差多基线相位差分技术利用多个接收机同时进行测量，减少了人为误差的可能性。

多线结构光测量车体廓形的全局标定

石小容等：多线结构光测量车体廓形的全局标定
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多线结构光测量车体廓形的全局标定
石小容１吴帮明２
（１国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心，四川成都６１００００；２成都安科泰丰科技有限公司，四川成都６１００００）
摘要：本文针对超大尺寸物体的非接触式廓形测量，实现便携式大型龙门架上多个激光２Ｄ传感器基于基准坐标系的全局标定，该标定装置基于空间坐标变换原理，通过对多个激光２Ｄ传感器的共面调整及标定装置的结构参数校准实现多个大量程激光２Ｄ传感器的全局坐标系标定。该标定方法降低了标定装置成本，标定简单快捷，适合现场应用，标定精度误差不超过０５ｍｍ。关键词：全局标定；车体廓形；线结构光中图分类号：ＴＰ２４２６文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４６０４０３５ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０２０．８．０１１
ＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆＭｕｌｔｉ－ｖｉｓｉｏｎｆｏｒＣａｒ－ｂｏｄｙＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ
ＳＨＩＸｉａｏｒｏｎｇＷＵＢａｎｇｍｉｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔｐｒｏｆｉｌｅｆｏｒｌａｒｇｅｓｉｚｅｏｂｊｅｃｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ａｐｏｒｔａｂｌｅｌａｒｇｅｇａｎｔｒｙｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｌａｓｅｒ２Ｄｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｂｅｎｃｈｍａｒｋｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｇｌｏｂａｌｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｉｓｂａｓｅｄｏｎｓｐａｃｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｕｌｔｉｐｌｅｌａｓｅｒ２Ｄｓｅｎｓｏｒｃｏｐｌａｎａｒａｄｊｕｓｔｍｅｎｔａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｉｍｐｌｅｍｅｎｔｍｕｌｔｉｐｌｅｌａｓｅｒ２ＤｓｅｎｓｏｒｉｎａｗｉｄｅｒａｎｇｅｏｆｇｌｏｂａｌｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎＴｈｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｃｏｓｔｏｆｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅ，ｅａｓｙｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ，ｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｆｉｅｌｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎｅｒｒｏｒｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ０５ｍｍＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ；ｃａｒｂｏｄｙｐｒｏｆｉｌｅ；ｍｕｌｔｉ－Ｖｉｓｉｏｎ

土地测量中多光谱和高光谱遥感的应用研究

土地测量中多光谱和高光谱遥感的应用研究土地测量是地理信息科学领域中的重要分支，它通过测量和分析土地表面的各种要素来获取土地信息。

随着遥感技术的进步，多光谱和高光谱遥感成为土地测量中不可或缺的工具。

本文将探讨多光谱和高光谱遥感在土地测量中的应用研究。

首先，多光谱遥感是指利用卫星或飞机传感器获取地物表面反射和辐射信息的技术。

它可以分析土地覆盖类型、植被生长状况、土壤湿度等指标。

多光谱遥感是一种非常有效的土地测量方法，因为它能够获取大范围的数据，并提供连续监测能力。

例如，研究人员可以利用多光谱遥感数据来监测大规模农作物的生长情况，从而预测产量和采取相应的农业管理措施。

而高光谱遥感则比多光谱遥感更具有信息量。

高光谱遥感可以测量地物表面的数百个离散波段，这使得可以更加精确地分析土地特征。

例如，高光谱遥感可以用于矿产勘探，通过分析地物表面的光谱特征，识别出潜在的矿产资源。

此外，高光谱遥感还可用于植被变化监测、水质评估等领域。

除了上述应用之外，在土地环境保护方面，多光谱和高光谱遥感也发挥着重要作用。

例如，通过遥感技术可以检测土地利用/覆盖变化，评估土壤质量和植被健康状况，为土地资源的合理利用和保护提供决策支持。

在城市规划方面，多光谱和高光谱遥感可以用于提取城市建设用地、绿地覆盖率等信息，为城市规划提供科学依据。

此外，多光谱和高光谱遥感在灾害监测和应急响应中也发挥着重要作用。

例如，在地质灾害和自然灾害发生后，利用遥感技术可以快速提供受灾区域的高分辨率影像，判断灾害的规模和范围，为救援工作提供指导。

在林业防火方面，遥感技术可以检测林区火灾风险，提前采取预防措施，减少火灾的发生。

综上所述，多光谱和高光谱遥感在土地测量中具有广泛的应用前景。

它们不仅能够提供丰富的土地信息，还可以高效地获取大量数据，并支持土地资源的保护和管理决策。

随着遥感技术的不断发展，相信多光谱和高光谱遥感会在未来的土地测量中发挥越来越重要的作用。

为了更好地应用这些技术，还需要不断研发新的遥感仪器和数据处理算法，提高遥感数据的精度和时空分辨率，以满足土地测量的需求。

线结构光标定原理

线结构光标定原理线结构光是一种常用于三维空间重建和测量的光学技术。

它利用模式化投影线（也称为结构光）对目标物体进行投影，通过相机捕捉到的结构光图案，可以推导出目标物体的三维坐标信息。

线结构光的原理主要包括光源投影、相机捕捉和数据处理三个方面。

首先，线结构光的光源投影是通过一种特殊的光源来实现的。

常用的光源包括激光，LED灯等。

这些光源会发出条纹状的结构光，通常是水平或垂直的条纹。

光源的投影角度、密度和亮度对最终测量结果有着重要的影响。

因此，在进行光源选择和设置时，需要根据实际需求和测量目标的特点进行调整和优化，以获得高质量的数据。

其次，相机捕捉是线结构光的另一个重要组成部分。

相机通常放置在光源的相对位置，并与光源构成一条直线。

当结构光在物体表面上投影时，相机将通过透镜捕捉到结构光的图像。

这些图像被传送到计算机进行数据处理。

在进行相机的设置和校准时，需要注意相机与光源的相对位置、成像清晰度、光源波长等一系列参数的调整，以确保获得准确、可靠的测量结果。

最后，数据处理是线结构光的最关键步骤之一。

通过对捕捉到的结构光图案进行分析和处理，可以推导出目标物体的三维坐标信息。

数据处理的方法常见的有相位偏移法和图像匹配法。

相位偏移法是线结构光常用的一种数据处理方法。

在这种方法中，光源会周期性地改变光强，从而引起相位的变化。

相机通过连续捕捉到的带有相位偏移的结构光图案，可以通过相位差异计算三维坐标。

这种方法的优点是精度高，但对环境光的干扰较大。

图像匹配法是另一种常用的数据处理方法。

在这种方法中，相机捕捉到的结构光图像与预先设定的参考图像进行匹配。

通过计算结构光图像与参考图像之间的相似度，可以推导出目标物体的三维坐标。

图像匹配法的优点是对环境光的干扰较小，但精度相对较低。

线结构光的光标定原理的核心是通过光源投影、相机捕捉和数据处理等步骤实现。

它可以用于各种领域的测量和重建，如三维扫描、工业自动化、医学成像等。

然而，在实际应用中，线结构光的测量精度会受到多种因素的影响，如光源投影均匀性、相机成像模糊度、目标物体表面反射率等。

多线结构光原理

多线结构光原理咱先得知道啥是结构光。

想象一下啊，光就像一个调皮的小画家，它不是那种随便乱照的光哦。

结构光就像是带着特定图案的光，就好比这个小画家拿着特制的画笔，画出来的不是乱七八糟的线条，而是有规律的图案。

那多线结构光呢？这就更酷啦！你可以把它想象成一群小画家同时开工，而且每个小画家画的线条还不一样呢。

多线结构光就是好多条有规律的光线组成的。

比如说，可能有10条光线，它们就像10个小伙伴，按照一定的顺序和间隔排列着。

这些光线照到物体上的时候，就像是给物体穿上了一件有特殊纹路的衣服。

为啥这么说呢？因为物体表面是凹凸不平的呀。

当光线照上去的时候，在平整的地方光线可能就规规矩矩的，但是到了凸起或者凹陷的地方，光线就变形啦。

就好像这件衣服在不同的身材部位被拉扯或者堆积起来了一样。

这时候，神奇的事情就发生了。

有专门的小眼睛，也就是传感器啦，它就像一个超级细心的小裁缝。

这个小裁缝会仔细地看光线在物体上的样子。

比如说，一条光线本来是直直的，但是到了物体上的一个小坑洼那里，就弯了一点。

小裁缝就把这些变化都记下来。

那它怎么记呢？其实就是把光线的这些变形转化成数据啦。

就好像小裁缝把衣服上每个褶皱的形状、大小都用数字描述出来一样。

这些数据可不得了，它们可以告诉我们物体的形状、大小，甚至一些很细致的纹理呢。

多线结构光就像是一个超级厉害的测量小能手。

比如说在工业上，要测量一个很复杂的零件，这个零件可能有各种弯弯绕绕的形状。

多线结构光一照，再加上传感器的记录，就能精确地知道这个零件到底长啥样，哪里高一点，哪里低一点。

在生活里也有它的影子哦。

你有没有玩过那种3D扫描的小玩意儿？其实很多时候就是多线结构光在背后起作用呢。

你站在那里，光线就像一群小精灵在你身上跳舞，然后设备就能把你的身体形状变成一个3D的模型啦。

是不是感觉像魔法一样？多线结构光的原理虽然听起来有点复杂，但是你只要把它想象成一群可爱的小画家和小裁缝在合作，就会觉得很有趣啦。

多线结构光堆积物三维测量方法研究

多线结构光堆积物三维测量方法研究杨以铁; 郭天太; 孔明【期刊名称】《《中国测试》》【年(卷),期】2019(045)011【总页数】5页(P35-39)【关键词】三维测量; 多线结构光; 图像处理; 深度计算【作者】杨以铁; 郭天太; 孔明【作者单位】中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TP3910 引言近年来，机器视觉在工业制造领域得到快速发展；其中，结构光测量作为三维测量技术重要组成部分，拥有测量效率高、精确度高、实用性强等特点，广泛应用于工业测量领域。

工业生产中，需对各种堆积物进行测量，以判断生产计划的执行程度或库存货物的量，如煤堆、矿堆等[1]。

因此，实现煤堆体积和质量的快速测量具有广泛的应用前景。

然而，大型露天煤场的煤堆体积大、形状不规则，导致测量难度大、测量精确度不高。

目前，基于多线结构光表面轮廓测量系统的研究，能实现对零件、工艺品等进行高精度的三维重构[2-3]。

Lilienblum等[4]使用线扫描相机结合结构光，提出一种新的光学三维表面重建技术。

根据线扫描图像捕获的特殊性，利用分布式光和没有遮光的元件，获得与传统线光相当的光强度，且光条纹可以与拍摄的相机线同步切换，实现了连续测量，单次表面扫描就能得到高质量三维重建。

Lin等[5]利用高动态范围成像技术提出一种新颖的结构光传感方法，将相同图案索引的图像融合在一起以获得高动态范围辐射图，且三维重建结果具有较高精确度。

工业领域有多种方法可实现三维重构，但是测量目标物体较小，测量环境要求较高，无法满足测量大型堆积物高精度、快速扫描、低成本的需求。

基于此，本文提出一种新型多线结构光三维测量方法，通过直线滑台的线性移动，使多束激光条扫过堆积物表面，获取物体表面二维信息，并对采集到的图像有效像素点进行深度计算，得到各光条像素点空间坐标，实现小堆积物的体积测量，累加小堆积物的体积即可得到大型堆积物的体积。

线结构光自同步扫描三维形貌测量系统_熊胜军

１］宫的交会对接采用的是该方法［．
对于非合作目标，可采用被动多目立体视觉方法和主动激光三角法或飞行时间法．立体视觉法测量准确度高，但对多幅图像上同名点的搜索及匹配困难，且
］２３－；容易受环境光照条件的影响［主动测量法通过测量
系统主动投射激光而不依靠环境光，具有较高的空间光环境适应性；其中，飞行时间法通过测量激光往返时
面阵探测器组成，总体构架如图１．
通过物像空间的几何制后的激光光点或光条的图像，关系求解出目标的形状及位置，工作距离通常在数米以内，测量准确度随测量距离变大而迅速下降，故更适合近距离三维形貌的测量．自同步扫描能够实现激光具有瞬时视场投射方向与相机光轴方向的同步扫描，远小于传统激光三角法、抗环境光能力强的特点，从而
］５８－被广泛应用于复杂的空间光环境下的测量［加拿大．
，Ｎ国家研究委员会（的ＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｏｕｎｃｉｌＲＣ）
［］之Ｍａｒｃ．Ｒｉｏｕｘ首先提出了自同步扫描系统的方案５，后为了满足不同的空间应用需求，加拿大Ｎ设计ｅｔｅｃｐ
：ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｈａｅｏｆａｎｏｎｃｏｏｅｒａｔｉｖｅｔａｒｅｔｉｎａｃｌｏｓｅｄｉｓｔａｎｃｅ－－ｐｐｇ，ｉｎｔｈｅｍｉｓｓｉｏｎｓｆｏｒｓａｃｅｔａｒｅｔｓｏｅｒａｔｉｏｎｓａｌｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｌｉｈｔｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｈａｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ－－ｐｇｐｇｐｓｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｌａｓｅｒｔｒｉａｎｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈａｕｔｏｓｎｃｈｒｏｎｏｕｓｓｃａｎｎｅｒｓｗａｓｄｅｓｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｉｎｃｉｌｅａｎｄｔｈｅ－ｙｇｙｇｐｐｃｏｎｆｉｕｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｓｔｅｍｗｅｒｅｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｄｔｈｅｌｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｌｉｈｔｓｃａｎｎｅｒｓｓｓｔｅｍｍｏｄｅｌｗａｓ－ｇｙｐｇｙｓｓｔｅｍｗａｓｓｅｔｕａｎｄｃａｌｉｂｒａｔｅｄｗｉｔｈａｃｈｅｓｓｂｏａｒｄ．Ｔｈｅｂｏａｒｄａｎｄｄｅｒｉｖｅｄ．ＴｈｅｒｏｔｏｔｅｒｏｏｖｅｙｐｐｙｐｇｒｅｃｉｓｉｏｎＴｉａｎｏｎ１ｓｃａｌｅｍｏｄｅｌｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｏｆｔｈｅｓａｔｉａｌ－ｐｇｇｐｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎ１ｍｍ，ｔｈｅｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆＺｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｓ０．１８ｍｍ，ｐａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｅｅｒｒｏｒｓｏｆｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｏｉｎｔｓａｎｄｔｈｅｆｉｔｔｅｄｌａｎｅａｒｅ０．３１ｍｍａｔｇｇｐｐ，ｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｏｆ１ｍ．Ｔｈｅｓｓｔｅｍｃａｎｓｉｍｌｉｆｔｈｅｓｃａｎｎｅｒａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｗｅｉｈｔａｎｄｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｔｉｏｎｙｐｙｇｐｐａｎｄｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅｒａｉｄｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｈａｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｓａｃｅｍｉｓｓｉｏｎｓ．－ｐｐｐ：；；；ＫｅｗｏｒｄｓＬｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｌｉｈｔＬａｓｅｒｔｒｉａｎｕｌａｔｉｏｎＡｕｔｏｓｎｃｈｒｏｎｏｕｓｓｃａｎｎｅｒｓＴｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ－－－ｇｇｙｙｓｈａｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｐ：ＯＣＩＳＣｏｄｅｓ１２０．６６５０；１５０．０１５５；１５０．０１５０；１５０．６９１０；１５０．１４８８

基于多线结构光集成的三维形状测量

０引言自从基于线结构光的计算机视觉引入三维测量以
来，已经取得了很大的发展，由于采用非接触式测量，
这种技术相对于传统接触式测量方式具有明显的优势。［１］线结构光进行扫描测量最主要的步骤就是进行
系统标定，目前关于相机标定算法已经非常成熟，研究
的重点都是根据不同的应用场合对现有标定技术进行改进。［２－７］现有的物品三维测量方式主要有两种：一
种是采用相机跟激光固定，利用测量平台使物品直线运动或旋转运动来实现对物品的全局测量［８］；另一种
是将物体固定，在物体上贴上标记点，用扫描设备对物
将式（１）代入式（２）得到图像像素坐标与建立的世界坐标的数学模型：
熿狌燄熿狓犛狏＝０
电机驱动机架以均匀速度向上运动完成整个扫描。
１．２测头系统的数学模型建立世界坐标系犗狑犡狑犢狑犣狑和相机坐标系
犗犮１犡犮犢犮犣犮，相机坐标系和世界坐标系的转换方程为：
熿犡犮燄
熿犡狑燄
［］犢犮
犣犮
＝
犚３×３０Ｔ
犜３×１１
· ３０ ·
机械工程与自动化２０１８年第５期
为比例系数，其值为相机坐标系下的犣值，即犛＝犣犮。激光器和相机之间的位置关系如图２所示，理想
情况下世界坐标系中犘狑点通过镜头投影变换投影到像平面中的犘′点，但由于相机镜头存在切向和径向的非线性畸变，将使在图像上犘狑点对应的像素点偏移到犘点。畸变校正的数学模型如下：

多线结构光在地形测量中的应用

文章编号：0494-0911（2011）05-0037-04中图分类号：P217文献标识码：B多线结构光在地形测量中的应用徐飞龙，徐向舟，刘亚坤，王书芳，赵超（大连理工大学水利工程学院，辽宁大连116024）Application of Multi-line-structure Light in the Topographic SurveyXU Feilong ，XU Xiangzhou ，LIU Yakun ，WANG Shufang ，ZHAO Chao摘要：首先介绍多线结构光测量系统的结构及其工作原理，并对测量系统的多线结构光激光源的系统误差进行分析；然后将测量系统应用于冲刷坑模型实际测量中，测量数据经图像分析软件处理后，得到地形等高线图和三维模型；最后在地形的断面点高程数据分析中，将多线结构光法与传统测针法的测量结果进行对比，发现两者呈高度线性相关，平均相对误差小于1ɢ。

试验结果表明，多结构光法是一种观测精度和效率较高的非接触式三维地形测量方法。

关键词：线结构光；地形测量；测针法；误差分析收稿日期：2011-03-29基金项目：中国水利水电科学研究院开放研究基金（IWHR02009009）；水利部黄河泥沙重点实验室开放课题基金（2009002）；国家自然科学基金（51079016）作者简介：徐飞龙（1984—），男，江西上饶人，硕士生，研究方向为水土保持和水环境治理。

一、引言在地形测量领域中，传统观测仪器如水准仪、经纬仪、全站仪等因具有观测原理简单、观测精度高和操作简便等特点而得到广泛应用。

但这些方法基本属于单点的接触式测量，存在如外业工作量大、效率低、容易破坏地形以及难以对地形进行面测量等缺陷。

而结构光视觉测量技术兼有激光测量的精确性和摄影测量的高效性，弥补了传统测量技术的不足。

结构光视觉测量技术是一种获取物体表面深度信息的主动视觉测量方法［1］，具有大量程、大视场、较高精度、光条纹图像信息提取简单、实时性强及主动受控性强等特点［2］，已广泛应用于机器视觉、工业检测、逆向工程等领域［3-6］。

结构光激光视觉三维测量技术及应用

结构光激光视觉三维测量技术及应用关键信息项：1、技术描述及规格：＿___________________________2、应用范围：＿___________________________3、技术提供方的权利与义务：＿___________________________4、技术使用方的权利与义务：＿___________________________5、技术保密条款：＿___________________________6、知识产权归属：＿___________________________7、技术培训与支持：＿___________________________8、协议期限：＿___________________________9、违约责任：＿___________________________10、争议解决方式：＿___________________________11 技术描述及规格111 详细阐述结构光激光视觉三维测量技术的工作原理、技术特点及优势。

112 明确技术所能够达到的测量精度、测量范围、测量速度等关键技术指标。

113 对技术所使用的硬件设备、软件系统进行详细说明，包括型号、规格、性能参数等。

12 应用范围121 列举该技术适用的行业领域，如工业制造、医疗、文化遗产保护等。

122 针对每个应用领域，具体说明技术在其中的应用场景和所能解决的问题。

13 技术提供方的权利与义务131 技术提供方有权按照协议约定收取技术使用费用。

132 有义务向技术使用方提供完整、准确的技术资料和操作手册。

133 负责技术的安装、调试和初始培训工作，确保技术能够正常运行。

134 在协议期限内，提供技术的维护、升级和技术支持服务。

135 对技术使用方的使用情况进行监督，确保技术的合法、合规使用。

14 技术使用方的权利与义务141 技术使用方有权在协议约定的范围内使用该技术进行相关工作。

142 有义务按照技术提供方的要求进行操作和维护，不得擅自更改技术参数或进行非法操作。