三維測量的彩色編碼相位求解技術(shù)

介紹了反求工程中應(yīng)用的三維測量技術(shù),并對其精度、速度、適用范圍進行了分析與比較。以具有內(nèi)型面的發(fā)動機缸蓋零件為例,對反求工程中的測量方法作了分析,說明了反求工程在快速造型技術(shù)中的重要作用。

為了對水下物體進行高速度、大范圍的三維測量,提出了水下線結(jié)構(gòu)光自掃描三維測量技術(shù)。采用振鏡將激光面反射到被測空間,激光面與被測物體相交形成光條并被攝像機拍攝,根據(jù)像面上光條中每一點的位置計算出該點由于折射產(chǎn)生的偏移大小并加以補償。再利用考慮折射后的光平面水中部分在振鏡坐標系下的方程,求出物體表面的三維坐標。實驗結(jié)果表明,所提出的水下自掃描系統(tǒng)模型及水下三維測量方法可行,在深度為0.5~1m,測量高度為0.5m,測量寬度為0.6m的空間內(nèi)測量精度達到0.7mm。

該文重點介紹gpsrtk技術(shù)的原理、網(wǎng)絡(luò)rtk的原理及優(yōu)勢,同時對網(wǎng)絡(luò)rtk技術(shù)在電力管線三維測量中的應(yīng)用,作了簡要地闡述。

本文以東莞可園為研究對象,提出文物古建筑保護與傳承的實踐經(jīng)驗,為文物古建保護提供借鑒。

提出一種基于固定激光掃描點的三角投影法測量建筑物大目標三維尺寸的方法。利用線結(jié)構(gòu)光旋轉(zhuǎn)掃描形面和對投影圖像進行處理分析,實現(xiàn)三維重建和測量。導(dǎo)出了三維幾何尺寸的計算公式,進行了仿真實驗,獲得滿意的數(shù)據(jù)。在進行建筑物等大目標三維測量時,不需激光器和傳感器平行移動,減少誤差來源,提高精度,方便可行。

在所有類型的二維條碼中,二維pdf417條碼的應(yīng)用范圍最廣,但隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,條碼應(yīng)用范圍的進一步擴大,二維pdf417條碼承載信息的能力已不能滿足人們的要求,因此本文以三維條碼理論為基礎(chǔ),設(shè)計彩色三維pdf417條碼,并研究了三維pdf417條碼識別。

介紹了一種逆向工程中應(yīng)用的三維測量技術(shù),它運用了數(shù)字圖像處理識別技術(shù)、攝影測量技術(shù)、光柵測量的技術(shù),提高測量的精度和效率,為模具的快速制造提供了一種快捷的方法。

結(jié)構(gòu)光三維測量系統(tǒng)的參數(shù)標定是獲取三維數(shù)據(jù)的重要步驟之一,其中包括攝像機的參數(shù)標定和結(jié)構(gòu)光平面的參數(shù)標定。為了解決傳統(tǒng)光平面標定算法復(fù)雜、檢測實時性低的問題,提出了一種基于定向移動平面標靶的光平面間接標定法,首先利用特征加窗提取技術(shù)和形態(tài)學(xué)細化算法對標靶平面上的光條進行中心線提取,進而獲取光條中心線上的圖像像素坐標點；其次結(jié)合已經(jīng)標定好的攝像機參數(shù)和光平面所在的坐標分量的坐標值反解求出標定特征點的三維世界坐標；最后利用最小二乘法對求得的三維坐標點進行光平面擬合,從而實現(xiàn)對光平面的標定過程。采用matlabgui界面編程方法實現(xiàn)對光平面參數(shù)標定試驗以及三維測量試驗,驗證了該方法的有效性和優(yōu)越性。

針對逆向工程中的光柵投影三維測量技術(shù)的原理進行了闡述,對測量中的關(guān)鍵技術(shù)進行了分析,并給出了詳盡的算法及實驗結(jié)果。實踐結(jié)果證明,這種算法高效、易于實現(xiàn)

針對人工檢測角鋼效率低、出錯率高的問題,研究一種基于機器視覺測量技術(shù)的非接觸檢測方法,即利用線結(jié)構(gòu)光掃描的角鋼截面幾何參數(shù)的測量方法。采用張正友標定法和最小二乘光平面擬合法完成測量系統(tǒng)的標定,通過線結(jié)構(gòu)光三維掃描技術(shù)獲取物體的原始三維點云數(shù)據(jù),然后對經(jīng)過配準、去噪以及簡化處理的原始點云數(shù)據(jù)進行三維重建,得到物體三維幾何模型。結(jié)合測量系統(tǒng)標定,提取角鋼截面邊寬度、邊厚度、內(nèi)圓弧半徑3個參數(shù)。按國家標準對角鋼截面幾何參數(shù)進行圖像測量,測量誤差在±0.15mm范圍之內(nèi),實驗結(jié)果表明采用該方法實現(xiàn)對角鋼截面參數(shù)測量是可行的。

高層建筑物在進行大型鋼結(jié)構(gòu)施工吊裝中具有跨度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和高空對接等技術(shù)難度,獲取空間幾何數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)方法是利用全站儀來實現(xiàn),在高層建筑物牛角上所貼的標志存在誤差且高空作業(yè)粘貼標志危險大;與傳統(tǒng)測量方法相比,地面三維激光掃描（terrestriallaserscanning,tls）方法可快速、高效、非接觸式地獲取鋼結(jié)構(gòu)表面高精度三維信息及鋼結(jié)構(gòu)撓度,較全站儀獲取空間單點信息更具效益性。以廈門國貿(mào)金融中心連廊鋼結(jié)構(gòu)為研究對象,首先介紹鋼結(jié)構(gòu)的施工吊裝方案及所需采集的空間數(shù)據(jù)信息,接著以獲取鋼結(jié)構(gòu)空間幾何位置及預(yù)提升撓度值的需求出發(fā),詳細闡述點云數(shù)據(jù)的獲取方案及后期處理技術(shù)和方法,并重點論述二維立面圖空間信息的獲取及鋼結(jié)構(gòu)連廊撓度值的提取分析等。通過與全站儀測量獲取的數(shù)據(jù)對比分析可知,采用地面三維激光掃描儀能快速、精確地為高空鋼結(jié)構(gòu)吊裝提供必要的空間數(shù)據(jù)及擾度監(jiān)測,是有效的并優(yōu)于傳統(tǒng)方法,既保證施工質(zhì)量,又為玻璃幕墻安裝提供形態(tài)依據(jù)。該研究成果可應(yīng)用于高層建筑物的鋼結(jié)構(gòu)施工吊裝以及變形監(jiān)測等。

工程測量是一門應(yīng)用性非常強的學(xué)科,它所研究的對象,主要是工程建設(shè)過程中,關(guān)于工程建設(shè)的各種測量理論和方式,對國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重大的影響。由于現(xiàn)代工程測量過程中,對于三維測繪技術(shù)的各種應(yīng)用,以及工程建設(shè)都具有非常有利的意義。因此,本文通過對三維測繪技術(shù)在目前的各種現(xiàn)狀,三維測繪技術(shù)在各種工程測量中的應(yīng)用,進行了相關(guān)的研究和分析,而且在這樣的基礎(chǔ)條件之上,對于三維測繪技術(shù)在未來的發(fā)展和相關(guān)的情況而言,有關(guān)學(xué)者和工程測量人員進行相關(guān)的分析和研究。

工程測量作為工程建設(shè)中非常重要的一門學(xué)科,具有極強的應(yīng)用性、復(fù)合性,該學(xué)科涉及到工程建設(shè)領(lǐng)域的諸多方面,如實地勘探、測量理論、測量方法等,對于整個國民經(jīng)濟的快速發(fā)展具有重要意義.而三維測繪技術(shù)又是工程測量中所使用的一項重要技術(shù),本文針對當(dāng)今技術(shù)條件下三維測繪技術(shù)在工程測量中的發(fā)展情況,對整個工程領(lǐng)域的三維技術(shù)的應(yīng)用情況進行了解、考察,并以此為依據(jù),結(jié)合該技術(shù)的技術(shù)特征,對三維測繪技術(shù)的發(fā)展方向進行分析.

對工程測量與三維測繪技術(shù)發(fā)展的探究

工程測量是建筑工程學(xué)中一項基本測量方法，對于建筑工程的構(gòu)造設(shè)計起著至關(guān)重要的作用。隨著我國建筑業(yè)的不斷發(fā)展，測量技術(shù)有了很大程度上的提高。通過研究工程測量與三維測繪技術(shù)，能夠?qū)嶋H測量操作起到應(yīng)有的作用，促進建筑測量的進步。

本文簡要闡述了工程測量的任務(wù)與技術(shù)工具,著重介紹了三維測繪技術(shù)在工程測量方面的發(fā)展情況,突出介紹了電子經(jīng)緯儀、全站儀、近景攝影機和三維激光掃描儀這四種三維測量系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用的傳感器,并提出了三維測繪技術(shù)的發(fā)展趨勢。

隨著測繪科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,工程測量技術(shù)的發(fā)展也非?？?。綜合近幾年的工程測量發(fā)展情況,預(yù)測未來,作者認為:三維測繪技術(shù)、地下管線智能化探測與管理技術(shù)、數(shù)字城市地理空間框架等三方面將是未來工程測量科技發(fā)展有較大影響的核心技術(shù)。

利用結(jié)構(gòu)光進行三維測量或場景再現(xiàn)是圖像處理領(lǐng)域的重要應(yīng)用,結(jié)構(gòu)光的編碼與構(gòu)造是進行以上工作的基礎(chǔ)。文章首先討論了建立三維測量系統(tǒng)的方法,然后重點介紹了光柵投影相位法實現(xiàn)三維測量的原理與應(yīng)用方式。通過該方法,實現(xiàn)對較大表面物體的測量與三維重構(gòu)。

為了實現(xiàn)對復(fù)雜物體三維外形的快速測量目的,首先設(shè)計了一套基于結(jié)構(gòu)光的高速測量系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由高速投影模塊和圖像采集模塊組成;然后采用一種基于絕對相位的編碼和解碼方法,實現(xiàn)絕對相位的測量,從而解決了復(fù)雜形體的三維測量過程中的二義性問題。最后,對所給系統(tǒng)進行了三維測量的實驗驗證,證明該系統(tǒng)精度可達到0.11mm,實驗結(jié)果表明系統(tǒng)的精度和速度適合高速三維測量。

在基于光柵投影相位測量輪廓術(shù)的電子貼片安裝印刷錫膏質(zhì)量三維檢測中,陰影、噪聲和在線檢測的快速性要求都使傳統(tǒng)相位展開方法不能滿足需要.結(jié)合該應(yīng)用的實際工程條件,根據(jù)二維圖像信息,可以改進相位展開方法:在測量對象平滑的區(qū)域,用基本原理法進行相位展開;在陰影、邊界區(qū)域和三維異常的情形,分別采用質(zhì)量圖導(dǎo)向法和最小二乘法進行相位展開.實驗證明該方法既保證了pmp包裹相位的正確展開,又提高了處理速度.

研究了一種線性周期編碼光柵的三維輪廓術(shù)，其中采用了兩個相位相反的線性周期變化的光柵光場和一個均勻光場，對被測物體進行三次采樣。在獲得物輪廓的同時，又獲得了物體的表面紋理。當(dāng)背影光很暗時，經(jīng)過兩次采樣即可獲得物體的三維輪廓。通過理論分析，采用相位相反的線性周期光柵光場與相位相差１／２周期的線笥周期光柵光場相比，檢測粗度可以提高近１倍。

研究了一種線性周期編碼光柵的三維輪廓術(shù)，其中采用了兩個相位相反的線性周期變化的光柵光場和一個均勻光場，對被測物體進行三次采樣。在獲得物體三維輪廓的同時，又獲得了物體的表面紋理。當(dāng)背景光很暗時，經(jīng)過兩次采樣即可獲得物體的三維輪廓。通過理論分析，采用相位相反的線性周期光柵光場與相位相差１／２周期的線性周期光柵光場相比，檢測精度可以提高近１倍。