复杂几何形体结构光真三维测量技术研究

对产品原型的三维测量是逆向工程中的首要环节，测量数据的完整性是决定曲面重构等后续环节能够顺利进行的基本前提。目前常用的基于单发射单接收或单发射多接收的测量方式在测量复杂形体时极易由于遮挡而产生测量盲区。为解决这一突出问题，本项目以图象处理和机器视觉理论为基础，以结构光测量技术为主要手段，构建由CCD摄像机和激光线投射器组成的多发射多接收测量结构方案，同时从多个方向测量同一个点，即使在有遮挡的情况下，也保证至少从一个方向可以测量该点。在本项目的实施过程中将重点对包含多光条的图象进行处理，提取各个光条的中心位置，并确定每个光条所对应的激光器；其次，要解决结构光外参数的标定和多结构光数据融合问题，将各个光平面中的二维数据转换为扫描机构机器坐标系下的三维数据并拼合在一起。本项目的意义在于避免由于遮挡而产生的测量盲区，实现真正意义上的三维测量，解决复杂几何形体的完整测量问题。 2100433B

光学三维测量与质量检测。

三维测量可定义为“一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传送讯号，三个轴的位移测量系统 经数据处理器或计算机等计算出工件的各点坐标(X、Y、Z)及各项功能的测量”。 三维测量的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。

机械、汽车、航空、军工、家具、工具原型等测量高精度的几何零部件以及测量复杂形状的机械零部件。

三维测量技术的应用领域：

三维激光扫描技术不断发展并日渐成熟，三维扫描设备也逐渐商业化，三维激光扫描仪的巨大优势就在于可以快速扫描被测物体，不需反射棱镜即可直接获得高精度的扫描点云数据。这样一来可以高效地对真实世界进行三维建模和虚拟重现。因此，其已经成为当前研究的热点之一，并在文物数字化保护、土木工程、工业测量、自然灾害调查、数字城市地形可视化、城乡规划等领域有广泛的应用。

（1）测绘工程领域：大坝和电站基础地形测量、公路测绘，铁路测绘，河道测绘，桥梁、建筑物地基等测绘、隧道的检测及变形监测、大坝的变形监测、隧道地下工程结构、测量矿山及体积计算。

（2）结构测量方面：桥梁改扩建工程、桥梁结构测量、结构检测、监测、几何尺寸测量、空间位置冲突测量、空间面积、体积测量、三维高保真建模、海上平台、测量造船厂、电厂、化工厂等大型工业企业内部设备的测量；管道、线路测量、各类机械制造安装。

（3）建筑、古迹测量方面：建筑物内部及外观的测量保真、古迹（古建筑、雕像等）的保护测量、文物修复，古建筑测量、资料保存等古迹保护，遗址测绘，赝品成像，现场虚拟模型，现场保护性影像记录。

（4）紧急服务业：反恐怖主义，陆地侦察和攻击测绘，监视，移动侦察，灾害估计，交通事故正射图，犯罪现场正射图，森林火灾监控，滑坡泥石流预警，灾害预警和现场监测，核泄露监测。

（5）娱乐业：用于电影产品的设计，为电影演员和场景进行的设计，3D游戏的开发，虚拟博物馆，虚拟旅游指导，人工成像，场景虚拟，现场虚拟。