三维成像原理.doc

三维扫描测量系统工作原理：

光学三维扫描系统采用物理光栅测量技术，借助高分辨率的CCD数码相机对复杂工件表面进行高速扫描测量，它可以利用双面标定块，对多次扫描摄取的信息数据进行拟合比较，自动拼合成单一的整体立体图，并能输出被测表面相关点或面得数字化三维数据，共后期设计软件曲面重建，产品设计。

物理光栅三维扫描法的测量原理，扫描头上的投影装置将灰白相间的物理光栅图像，投射到被测物体表面，受被测物体表面高度的限制，光栅影线发生变形，利用CCD数码相机摄取图像，规则的光栅图像受到物体表面高度的调制而发生变形，可以通过变形与灰度编码技术的结合，解决图像上空间点的对应问题，并通过多幅图像的三角交汇快速获得形体的三维坐标信息。

由于其工作原理的限制，光栅测头通常一次只能沿一个方向测量以获得被测物体的点云数据。为了获得复杂结构物体完整形状信息，一般需要从多个视角进行测量，并对多视角测得的曲面三维数据进行匹配，并将其转换到同一坐标系下。在光栅扫描法中，基准坐标系是通过相机定标来确定的，一般将相机的成像平面定义为XY平面，相机光轴定义为Z轴，并取光轴与XY平面的交点为坐标原点O。

在应用图像技术的检测系统中，一般采用图像识别、匹配等算法获得被测物体的位置和尺寸信息。而这些信息对于图像信息而言，只能以像素单位来表示将像素结果转化为实际距离和长度，则必须借助于相机的标定，因此，相机的定标精度是保证系统测量精度的前提。