三维测量技术发展现状及趋势演示文稿.pptVIP

九江学院理学院 三维测量技术发展现状及趋势演示文稿 当前第1页\共有36页\编于星期日\17点 优选三维测量技术发展现状及趋势 当前第2页\共有36页\编于星期日\17点 引 入 如何获取这些物体的三维信息呢？ 这就涉及到三维测量技术。随着科技的反展，各种技术不断涌现，并且在很多的领域得到应用。 当前第3页\共有36页\编于星期日\17点 三维测量技术的分类 接触式测量 非接触式测量 坐标测量机 光学方法 非光学方法 主动式 被动式 激光扫描法 激光测距法 相位测量法 数字全息法 单目视觉法 CT、STM、AFM 双目视觉法 当前第4页\共有36页\编于星期日\17点 应用领域 计算机辅助设计与制造（CAD/CAM)（如服装设计、工业检测等） 逆向工程（RE） 快速原型（RP）及虚拟现实（VR）(如自动导航，计算三维动画模拟等） 医学（ CT、MRI等） 当前第5页\共有36页\编于星期日\17点 坐标测量机（CMM） 坐标测量机是一种几何量测量仪器，它的基本原理是将被测零件放入它允许的测量空间，精密地测出被测元素上测量点的X、Y、Z三个坐标值，根据这些点的数值经过计算机数据处理，拟合成相关几何元素，如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，经过数学计算得出形状、位置公差及其它几何量数据。它以精密机械为基础，综合应用了电子技术、计算机技术、光学技术和数控技术等先进技术。 当前第6页\共有36页\编于星期日\17点 坐标测量机（CMM） 当前第7页\共有36页\编于星期日\17点 坐标测量机（CMM） 德国Klocke公司的3D-Nanofinger是一款集纳米级三维坐标测量与表面形貌测量为一体的综合测量设备 1．测量范围：（可选）? X=10,20,30或50mm；??? Y=10,20,30或50 mm? Z=10或20 mm? 2．移动分辨率：1nm? 3．移动速度：最快达到2 mm/s４.探针分辨率：0.5nm 当前第8页\共有36页\编于星期日\17点 激光扫描法 近年来随着激光技术的发展，激光三角形法（Laser-based triangulation）逐渐得到广泛应用。它所采 用的光源主要有点结构、线结构和双线结构。它的基本原理是光学三角形原理。 当前第9页\共有36页\编于星期日\17点 激光三维扫描仪 其工作原理是使用激光三角测距原理，通过光源孔发射出一束水平的激光束来扫描物体。该激光线经过旋转平面镜的作用，改变角度，使得激光线发射到物体表面。物体表面反射激光束，每一条激光线都通过CCD传感器采集成一帧数据。根据物体表面不同的形状，每条激光线反射回来的信息中所包含表面形状和颜色数据。 当前第10页\共有36页\编于星期日\17点 激光三维扫描仪 主要用途：工业设计中采集转换研究设计之物件的CAD?逆向工程：为原始部件实体，建立三维CAD数据；?用于计算机辅助工程设计分析的三维形状捕捉获取（CAE　和FEA）；?医疗应用：医学外科规划（上颔面，牙齿等整形外科）矫正和修补术，塑料外科术运用，医学人体测量；?数字化档案：博物馆，人工制品和古文物记录考古学，人类学研究；?在线质量控制检查，用于生产线上产品的质量控制（例如CAI，CAT）；?样品检查；工具和模具检查。 当前第11页\共有36页\编于星期日\17点 激光测距法 基本原理是直接测量光束的传播时间。在测量时，目标脉冲经反射回到接收探测器，参考脉冲经光导纤维被探测器接收。这两个脉冲的时间差转换成距离。 也称时间飞行法 当前第12页\共有36页\编于星期日\17点 自动扫描激光测距仪 主要技术指标：1、激光器：波长620nm~690nm???? 出射功率：≤1mW2、工作距离：0~50m3、自动扫描范围：±6°~±90°4、测距精度：±5mm 当前第13页\共有36页\编于星期日\17点 相位测量法（PMP） 当前第14页\共有36页\编于星期日\17点 相位测量法（PMP） 傅立叶变换法 当前第15页\共有36页\编于星期日\17点 相位测量法（PMP） 当前第16页\共有36页\编于星期日\17点 相位测量法（PMP） 当前第17页\共有36页\编于星期日\17点 相移干涉测量术 t Interferograms 当前第18页\共有36页\编于星期日\17点 相移干涉测量术 当前第19页\共有36页\编于星期日\17点 相移干涉测量术 当前第20页\共有36页\编于星期日\17点 数字全息法 基本过程为：采用激光照射待测样品产生全息图，利用CCD记录全息图并以数字方式存入计算机，然后在计算机内模拟全息图的再现过程得到以层析方式显示的三维物场，进而对三维物场进行定量分析、测量和三维重构。 当前第21页\共有36页\编于星期日\17点 数字