环球电气之家-午夜精彩视频-中国专业电气电子产品行业服务网站!

產品分類

當前位置: 首頁 > 工業電氣產品 > 端子與連接器 > 線路板連接器 > FFC連接器

類型分類:
科普知識
數據分類:
FFC連接器

使用結構光的 3 D 掃描

發布日期:2022-04-28 點擊率:29

作者Pedro Gelabert博士;V. Pascal Nelson,德州儀器 (TI)

 

隨著很多全新技術的涌現,人們越來越需要用3D方法來表示現實世界中的物體。特別是機器視覺和機器人技術,它們都得益于精確和自適應的3D捕捉功能。其它針對3D掃描的應用包括生物識別、安防、工業檢查、質量控制、醫療、牙科和原型設計。

 

3D掃描是提取一個物體的表面和物理測量,并用數字的方式將其表示出來。這些數據被采集為一個由X,Y和Z坐標(表示物體外部表面)組成的點云。對于一個3D掃描的分析可以確定被掃描物體的表面積、體積、表面形狀、外形和特征尺寸。

 

一個3D掃描儀需要一個探針來確定到物體表面上每一個點的距離。理論上,這個探針可以是一個觸覺(物理接觸)探針。然而,很多應用需要非接觸式測量。只使用光照來探測感興趣物體的光學技術提出了針對這個問題的解決方案。其中一個方法至少采用2個攝像頭來提供立體感視覺技術,它對于計算的要求通常比較嚴格,并且對于環境光照條件很敏感。另外一個方法采用結構照明圖形,它只需一個投影儀(用于生成光圖形)以及一個單攝像頭和計算能力中等的算法。

 

結構光

結構光是3D掃描的一個光學方法,它投射出一組用數學方法構造的光圖形,按照一定順序照亮被測量的物體。一個到投影儀的距離已知的攝像頭同步捕捉一組被照亮物體的圖像。相對于用于校準的平面基準表面,攝像頭看到的圖形被經掃描物體的表面形狀所扭曲。幾何三角剖分的原理使得計算被掃描物體表面上每個點的XYZ坐標成為可能(見圖01)。然后,獲得的點云數據用于被掃描物體表面詳細3D模型的計算構造。

圖01:使用DLP? 技術的結構光

 

可編程圖形結構光

可編程圖形掃描儀使用具有數字空間光調制器(SLM)的激光或LED光源將一系列圖形投射到物體表面上。通過使用多個圖形,一個可編程結構光掃描儀能夠獲得更高的準確性,并且能夠根據環境光照條件、物體表面,以及物體光反射特性來改變圖形。

 

由于可編程圖形結構光需要顯示多個圖形,空間光調制器就成為此類掃描儀的一個關鍵組件。目前市面上有多項空間光調制技術,其中包括德州儀器(TI)DLP?技術,特別是DLP6500和DLP9000芯片組。  

 

不同的結構光掃描算法要求SLM能夠產生二級制或灰度圖形中的一種,或者能夠產生這兩種圖形。高對比度圖形有助于在處理不斷變化的物體反射率和環境光條件時盡可能提高準確度和運轉可靠耐用性。由于尺寸、冷卻和電池要求,系統設計將光通量和能效視為重中之重。

 

目前有很多對3D結構光圖形進行優化的技術。其中一個特別有效的方法就是自適應圖形集。算法確定了圖形與波長的最佳組合,以提高被掃描物體的分辨率。根據物體的顏色,可以選擇多變的顏色(光的波長)。自適應圖形提高了對表面質地復雜或者不連續的物體的掃描能力。

 

設計考慮

在設計可編程結構光解決方案時,有幾個重要的設計注意事項。被測量物體的尺寸和距離以及3D測量所要求的空間精度決定了所需的空間光調制器和圖形捕捉攝像頭的性能特性。SLM分辨率(像素數量)和掃描場尺寸(像素/mm)決定了可實現的精度。攝像頭的分辨率必須足夠大,根據采樣定理,通常情況下,應該至少為SLM像素密度的四倍。

 

掃描期間,任何的物體運動會使數據模糊不清,從而降低測量精度。為了實現所需的3D精度等級,物體運動的越快,就必須越快速地執行一個完整掃描。越快的掃描需要更快速的空間光調制器和幀捕捉速率更高的攝像頭,而亮度更高的圖形照明也會對快速掃描有所幫助。在不同的3D測量系統中,也許需要從每秒數次到最高每秒數百次的圖形速率。

 

結論

機器和機器人視覺與其它3D應用正在使智能機器的能力越來越強。3D掃描隨著全新技術和算法的發展不斷進步。隨著處理和傳感器功能的不斷增強,而它們的成本逐漸走低,這些全新技術使終端用戶有了更大的選擇空間。采用結構光的主動、非接觸式3D掃描系統為用戶提供獨特的優勢,不過必須根據特定的應用需求對這些系統進行評估。

 

參考文獻

Geng, Jason:結構光3D表面成像:教程

Koninckx, Thomas P.和Gool, Luc Van:由自適應結構光實現的實時范圍采集

 

下一篇: PLC、DCS、FCS三大控

上一篇: 解讀RF放大器規格:輸

推薦產品

更多
主站蜘蛛池模板: 山东集装箱活动房|济南集装箱活动房-济南利森集装箱有限公司 | Safety light curtain|Belt Sway Switches|Pull Rope Switch|ultrasonic flaw detector-Shandong Zhuoxin Machinery Co., Ltd | 武汉高低温试验机-现货恒温恒湿试验箱-高低温湿热交变箱价格-湖北高天试验设备 | 临时厕所租赁_玻璃钢厕所租赁_蹲式|坐式厕所出租-北京慧海通 | 蔬菜清洗机_环速洗菜机_异物去除清洗机_蔬菜清洗机_商用洗菜机 - 环速科技有限公司 | 水厂自动化|污水处理中控系统|水利信息化|智慧水务|智慧农业-山东德艾自动化科技有限公司 | 法兰连接型电磁流量计-蒸汽孔板节流装置流量计-北京凯安达仪器仪表有限公司 | 专业的新乡振动筛厂家-振动筛品质保障-环保振动筛价格—新乡市德科筛分机械有限公司 | 小港信息港-鹤壁信息港 鹤壁老百姓便民生活信息网站 | 中山东港家具集团-酒店-办公-医养家具定制厂家 | 无硅导热垫片-碳纤维导热垫片-导热相变材料厂家-东莞市盛元新材料科技有限公司 | 东风体检车厂家_公共卫生体检车_医院体检车_移动体检车-锦沅科贸 | 新能源汽车电机定转子合装机 - 电机维修设备 - 睿望达 | 爱德华真空泵油/罗茨泵维修,爱发科-比其尔产品供应东莞/杭州/上海等全国各地 | 电动葫芦|手拉葫芦|环链电动葫芦|微型电动葫芦-北京市凌鹰起重机械有限公司 | 厂房出租-厂房规划-食品技术-厂房设计-厂房装修-建筑施工-设备供应-设备求购-龙爪豆食品行业平台 | 北京乾茂兴业科技发展有限公司 | Brotu | 关注AI,Web3.0,VR/AR,GPT,元宇宙区块链数字产业 | 昆山PCB加工_SMT贴片_PCB抄板_线路板焊接加工-昆山腾宸电子科技有限公司 | 广东机电安装工程_中央空调工程_东莞装饰装修-广东粤标建设有限公司 | 高通量组织研磨仪-多样品组织研磨仪-全自动组织研磨仪-研磨者科技(广州)有限公司 | 桂林腻子粉_内墙外墙抗裂砂浆腻子粉推荐广西鑫达涂料厂家供应 | 上海防爆真空干燥箱-上海防爆冷库-上海防爆冷柜?-上海浦下防爆设备厂家? | 路斯特伺服驱动器维修,伦茨伺服驱动器维修|万骏自动化百科 | 校车_校车价格_19座幼儿园校车_幼儿园校车_大鼻子校车 | 铝箔袋,铝箔袋厂家,东莞铝箔袋,防静电铝箔袋,防静电屏蔽袋,防静电真空袋,真空袋-东莞铭晋让您的产品与众不同 | 翰墨AI智能写作助手官网_人工智能问答在线AI写作免费一键生成 | 汽车整车综合环境舱_军标砂尘_盐雾试验室试验箱-无锡苏南试验设备有限公司 | 流程管理|流程管理软件|企业流程管理|微宏科技-AlphaFlow_流程管理系统软件服务商 | 123悬赏网_发布悬赏任务_广告任务平台 | 大功率金属激光焊接机价格_不锈钢汽车配件|光纤自动激光焊接机设备-东莞市正信激光科技有限公司 定制奶茶纸杯_定制豆浆杯_广东纸杯厂_[绿保佳]一家专业生产纸杯碗的厂家 | 电主轴,车床电磨头,变频制动电机-博山鸿达特种电机 | 骨灰存放架|骨灰盒寄存架|骨灰架厂家|智慧殡葬|公墓陵园管理系统|网上祭奠|告别厅智能化-厦门慈愿科技 | ◆大型吹塑加工|吹塑加工|吹塑代加工|吹塑加工厂|吹塑设备|滚塑加工|滚塑代加工-莱力奇塑业有限公司 | 今日扫码_溯源二维码_产品防伪一物一码_红包墙营销方案 | 菲希尔X射线测厚仪-菲希尔库伦法测厚仪-无锡骏展仪器有限责任公司 | 北京开源多邦科技发展有限公司官网 | 微型气象仪_气象传感器_防爆气象传感器-天合传感器大全 | CCE素质教育博览会 | CCE素博会 | 教育展 | 美育展 | 科教展 | 素质教育展 | 长信科技产业园官网_西安厂房_陕西标准工业厂房 | 5L旋转蒸发器-20L-50L旋转蒸发器-上海越众仪器设备有限公司 |