ASK HOLON3D

请留下您的意见或建议,华朗三维工程师将为您解答!

姓名

邮箱

电话

问题

ASK HOLON3D

当前位置首页 >新闻 > 公司新闻

三维扫描与三维测量-角点技术

2014-01-25

技术背景
三维扫描技术是为了解决工业领域的设计和制造需求而诞生的,其主流技术从出现到现在,大致可以分为以下四代。
第一代是接触式测量技术,它使用探针对物体表面进行接触式测量。代表产品是三坐标测量机,俗称打点机。
第二代是线激光扫描技术,它向物体表面投射一条激光线,再用呈一定偏角的摄像机拍摄之,图像中的激光线受物体表面形状的影响而弯曲,由此可计算出三维数据。代表产品是激光三维扫描仪。
第三代是结构光扫描技术,它向物体表面投射一组特定的光图案,再用呈一定偏角的摄像机拍摄之,并由此计算三维数据,最常用的图案是黑白条纹。该技术是目前国内的主流技术,相应产品俗称白光拍照式扫描仪。
第四代是手持式扫描技术,它使用线激光来获取物体表面点云,用视觉标记来确定扫描仪在工作过程中的空间位置。手持扫描具有灵活、高效、易用的优点,代表今后的发展方向。
第一代和第二代技术由于存在效率低、成本高、难于使用和维护的缺点,目前仅在一些非常高端和专业的领域内使用,属于小众产品,有市场越来越窄的趋势。
第三代技术与前两代相比,在效率、成本和使用方面有了明显提高,因而很快在世界范围内获得了推广。但是,时至今日,随着用户对三维扫描的效率和易用性等指标要求的进一步提高,该技术的固有缺陷已使之渐显过时,从而催生了第四代三维扫描技术 —— 手持式三维扫描。
手持扫描具有最大的灵活性,但由于手的运动是随意的,因此如何精确、实时的确定任意时刻手的空间位置便成为该技术的核心问题。基于视觉标记点的空间定位技术是解决该问题的关键,目前全球范围内掌握该技术的只有两家,一家是我们,另一家是加拿大的Creaform公司。
技术优势
Creaform公司的手持扫描仪HandyScan系列使用传统的圆点标记来实现视觉定位。由于视觉定位需要的是一个“理想点” —— 即没有大小,因此实际使用的是圆点的圆心,圆心的坐标通过提取圆点边界来拟合。然而,由于透视投影和镜头畸变的存在,导致图像中的圆点边界即不是圆,也不是椭圆,而是一个不规则的自由形体,因此拟合圆心与真实圆心之间必定存在偏差。
与Creaform不同的是,我们舍弃了传统的圆点标记,使用一种新的不会导致偏差的视觉标记 —— 角点标记。角点标记的角点类似黑白棋盘格的交叉点,它满足“理想点”的要求 —— 即没有大小。在提取的时候,我们直接得到角点的坐标,而不是通过拟合来得到它,因此和真实角点之间不会存在偏差。这不仅提高了定位精度,也保证了后续摄影测量的精度和可靠性。


碰撞测试

角点技术用于汽车碰撞测试


由于其高精度和高可靠性,角点技术亦被用于汽车碰撞安全性测试。

汽车碰撞测试

汽车碰撞测试


与圆点标记相比,角点标记的提取要复杂得多,若仅靠软件实现,则难以实现实时流畅的扫描。为此,我们将角点提取算法做入了硬件芯片,这样不仅保证了扫描的流畅性,也大大降低了对电脑配置的要求。我们的手持扫描仪使用普通的电脑即可正常工作,使用的接口是USB接口,详情请见电脑配置。而Creaform公司的手持扫描仪通过软件来进行视觉定位计算,因此对电脑配置的要求较高,且必须使用1394接口以满足其大数据量的传输。


法律声明 隐私保护 华朗三维技术(深圳)有限公司版权所有 粤ICP备12021911号 网站地图

关注我们:淘宝