基本介紹
- 中文名：三維數據測量
- 外文名：threedimensiondata measurement
- 領域：計算機視覺
- 分類：接觸式測量、非接觸式測量
- 接觸式測量：破壞式測量、非破壞式測量
- 非接觸式測量：反射式測量、穿透式測量
簡介,分類,接觸式測量,非破壞式測量,破壞式測量,非接觸式測量,穿透式測量,反射式測量,主動測量(結構光測量)方法,莫爾等高線法,位相測量法(PMP),傅立葉變換輪廓法(FTP),光學三角形法(光切法),立體視覺與結構光相結合的方法,
簡介
近年來隨著計算機技術的發展，三維數據測量技術有了更廣泛的套用，例如文物保護、機械加工、影視特技製作、虛擬現實、服裝設計等。
（1）在文物保護方面，三維數據測量技術能以不損傷物體的手段，獲得文物的外形尺寸，記錄的信息完
整全面，而不是象照片那樣僅僅是幾個側面的圖像。而且這些信息便於長期保存，便於複製、再現、傳輸、查閱和交流。
（2）在工業生產方面，利用三維數據測量技術獲取零件表面每個點的坐標之後，就可以進行數控加工。
（3）在影視特技製作方面，利用三維數據測量技術將演員、道具、模型等的表面空間數據輸入計算機中，構成與真實物體完全一致的模型，有了這些數位化模型，就可以用計算機三維動畫軟體對它們做進一步的特技處理。
（4）在服裝製造方面傳統的服裝製造，都是按照標準人形尺寸批量生產，隨著生活水平的提高，人們開始越來越多地追求個性化服裝設計。三維數據測量技術可以快速地測得人體的三維數據，建立人體模型，將這些數據與服裝技術結合就可以按每個人的具體尺寸進行服裝設計，並且可以直接在計算機上觀看最終的著裝效果。
三維數據測量技術在這些領域的廣泛套用促進了這些領域的發展，同時，這些領域的進一步發展對三維數據測量技術有了更高的要求，主要包括較低的測量成本、更快的測量速度、更高的測量精度等。然而傳統的三維數據測量方法已經不能很好地適應目前的需求，例如有的測量方法需要較昂貴的設備，有的測量速度慢，有的測量精度不高，因此迫切需要低成本、高精度、方便快捷的三維數據測量方法。
分類
根據其採用的原理或媒介的不同可以將其分為兩大類接觸式測量和非接觸式測量，如圖1所示。接觸式測量顧名思義是在測量時與被測物體相接觸的測量方法，它又可以分為破壞式測量和非破壞式測量兩種。非接觸式測量可以分為反射式測量和穿透式測量。
圖1 三維測量的分類
接觸式測量
非破壞式測量
坐標測量機和機械測量臂是接觸非破壞式測量的代表。
坐標測量機(CMM)是較早套用於三維測量的工具，目前CMM仍是工廠的標準立體測量裝備。它將一個探針裝在3自由度(或更多自由度)的伺服裝置上，驅動探針沿三個方向移動。當探針接觸物體表面時，測量其在三個方向的移動，就可知道物體表面這一點的三維坐標。控制探針在物體表面移動和觸碰，可以完成整個表面的三維測量。其優點是測量精度高，缺點是價格昂貴，物體形狀複雜時的控制複雜、速度慢。
機械測量臂借用了坐標測量機的接觸探針原理，把驅動伺服機構改為可精確定位的多關節隨動式機械臂，由人牽引裝有探針的機械臂在物體表面滑動掃描。利用機械臂關節上的角度感測器的測量值，可以計算探針的三維坐標。因為人的牽引使其速度比坐標測量機快，而且結構簡單，成本低，靈活性好。
