面结构光三维测量的原理是什么?

3D视觉建模,计算机视觉

哈尔滨理工大学

硕士学位论文

结构光三维测量系统的建模与标定

姓名：张加海

申请学位级别：硕士

专业：测试计量技术及仪器

指导教师：于晓洋

20080301

3D视觉建模,计算机视觉

哈尔滨理工大学Ｔ学硕七学位论文

结构光三维测量系统的建模与标定

摘要

结构光三维测量技术是目前商业上最实用的光学非接触三维测量技术。它

以其原理简单、非接触、高效率、易于实现、测试过程自动化和较高的测量精

度等优点，在现代测量领域占有重要地位，受到人们的高度重视，是解决非接触三维测量问题的一个有效途径。它弥补了传统的接触式测量的过程中损伤物体表面和不能测量柔性表面物体的缺陷，可实现对多种被测物体三维形状的测

且里。

本文改进了结构光三维测量系统的数学模型，将投影仪的内外部参数引入

其中，改进了摄像机和投影仪标定方法。在３ｄｓＭＡＸ和Ｍａｔｌａｂ软件的基础上，对结构光三维测量系统进行了深入研究，主要研究内容如下：

１．由结构光三维测量系统的基本原理出发，在目前比较典型，应用也比较

广泛的三角法数学模型的基础上，考虑了摄像机镜头畸变和图像倾斜形变的影响，对模型做了改进。

２。在上述摄像机数学模型的基础上，将投影仪看作是逆向的摄像机模型，

利用相移法获得空间点和投影仪ＤＭＤ点的对应关系

3D视觉建模,计算机视觉

哈尔滨理工大学

硕士学位论文

结构光三维测量系统的建模与标定

姓名：张加海

申请学位级别：硕士

专业：测试计量技术及仪器

指导教师：于晓洋

20080301

3D视觉建模,计算机视觉

哈尔滨理工大学Ｔ学硕七学位论文

结构光三维测量系统的建模与标定

摘要

结构光三维测量技术是目前商业上最实用的光学非接触三维测量技术。它

以其原理简单、非接触、高效率、易于实现、测试过程自动化和较高的测量精

度等优点，在现代测量领域占有重要地位，受到人们的高度重视，是解决非接触三维测量问题的一个有效途径。它弥补了传统的接触式测量的过程中损伤物体表面和不能测量柔性表面物体的缺陷，可实现对多种被测物体三维形状的测

且里。

本文改进了结构光三维测量系统的数学模型，将投影仪的内外部参数引入

其中，改进了摄像机和投影仪标定方法。在３ｄｓＭＡＸ和Ｍａｔｌａｂ软件的基础上，对结构光三维测量系统进行了深入研究，主要研究内容如下：

１．由结构光三维测量系统的基本原理出发，在目前比较典型，应用也比较

广泛的三角法数学模型的基础上，考虑了摄像机镜头畸变和图像倾斜形变的影响，对模型做了改进。

２。在上述摄像机数学模型的基础上，将投影仪看作是逆向的摄像机模型，

利用相移法获得空间点和投影仪ＤＭＤ点的对应关系

维普资讯

第2 6卷第l l期 2 0 0 6年 l 1月

光

学学

报

Vo 1 . 26, NO . 11

ACTA OPTI CA S I NI CA

No v e mb e r,2 0 0 6

文章编号： 0 2 5 3— 2 2 3 9 ( 2 0 0 6 ) 1 I - I 6 3 6— 5

基于条纹反射的类镜面三维面形测量方法刘元坤苏显渝吴庆阳(四J I I大学光电科学技术系，成都 6 1 0 0 6 4 )

摘要： 提出了一种基于条纹反射和相移技术的类镜面三维面形测量的新方法。首先在平板显示器上显示正弦条纹，然后用 C C D相机分别记录由待测面和标准面反射的正弦条纹像，通过相移得到各自的相位分布，与标准面相位分布相比较得到待测表面起伏引起的相位变化。推导了相位变化量与待测表面梯度的对应关系，分别对待测面

进行水平和垂直两个方向光栅相位测量，通过计算可得到梯度分布并由梯度分布恢复待测表面面形。同时初步分析了影响条纹反射技术测量精度的因素。测量中，光栅由计算机产生，可以实现精确的相移，而且可以方便地调节光栅的周期及方向，通过预设标记点来引导相位展开有效地解决待测面和标准面的条纹对应问题。实测了建筑用釉面瓷砖表面起伏，验证了该方法的可行性。 关键词：

三维cad钢结构教程

三维cad钢结构教程

录制：霖坊3d工作室

三维cad实用视频教程,是提高设计者技术量身录制,是一套非常实用技术指导教程,如今在工程设计行业森林里,想要占有一席之地,必需要有高超狩猎技巧,我们录制的教程,现已有非常好的评价,也造就许多cad三维绘图高手,一技傍身,受用无穷。 我们提供了教程内容片段下载,可以参考里面教学内容,

三维CAD视频教程一套九个阶段20小时左右（4张DVD光盘）； 在学习过程中碰到的问题,QQ在线为大家解答。

Cad二维平面与三维实体优缺点比较

咨询QQ：315897785 E-mail:linfang3d@

三维cad钢结构教程

教程片段下载>> 三维指令

第一节：主要讲解一些常用三维指令的用法方式，其中包括UCS、指令、实体建模指令、实体编辑指令、三维运动指令（旋转、镜像、着色指令.....等等）

三维cad钢结构教程

教程片段下载 >> 空间概念

第二节：本章主要讲解UCS指令对于在三维空间里的运用，对于X、Y、Z的方向感，在三维空间，主要运用UCS来操作、控制所

有三维指令。由而达到我们所需要的绘图结果。用了3个实例来操作及讲解，里面由直线建模、半球体建模、规则性

在物理力学性能测试中,使用ARAMIS系统,有助于您深入了解材料和零件的力学行为和性能,特别适合于测量瞬时和局部应变。 ARAMIS系统采用非接触测量方式,适合于各种材料的静态和动态试验,获取完整的力学性能参数,其中包括：

ARAMIS 三维光学应变测量系统

在物理力学性能测试中，使用ARAMIS系统，有助于您深入了解材料和零件的力学行为和性能，特别适合于测量瞬时和局部应变。 ARAMIS系统采用非接触测量方式，适合于各种材料的静态和动态试验，获取完整的力学性能参数，其中包括：

三维型面坐标

三维位移和变形速度

表面应变

应变率

区别于传统的应变测量，ARAMIS提供了全新的DIC数字散板全场应变测量方法，

测量范围覆盖从几毫米的试样到数十米的大型零件。无需对试样进行复杂和费时

的制备，测量过程方便快速。同时对试样的几何形状以及测量环境（温度）没有

限制

应用范围

测定材料特性 零件强度分析 验证有限元分析 实时监控试验设 考察零件的非线性变形 疲劳实验 确定材料的成型特性曲线(FLC)

材料测试

通过ARAMIS的全场应变结果，显著提高了测定材料特性的精度，使常规的

力学性能测试更有效更可靠，可以很好的满足一些特殊要求的材料测试，包括：

高温测

在物理力学性能测试中,使用ARAMIS系统,有助于您深入了解材料和零件的力学行为和性能,特别适合于测量瞬时和局部应变。 ARAMIS系统采用非接触测量方式,适合于各种材料的静态和动态试验,获取完整的力学性能参数,其中包括：

ARAMIS 三维光学应变测量系统

在物理力学性能测试中，使用ARAMIS系统，有助于您深入了解材料和零件的力学行为和性能，特别适合于测量瞬时和局部应变。 ARAMIS系统采用非接触测量方式，适合于各种材料的静态和动态试验，获取完整的力学性能参数，其中包括：

三维型面坐标

三维位移和变形速度

表面应变

应变率

区别于传统的应变测量，ARAMIS提供了全新的DIC数字散板全场应变测量方法，

测量范围覆盖从几毫米的试样到数十米的大型零件。无需对试样进行复杂和费时

的制备，测量过程方便快速。同时对试样的几何形状以及测量环境（温度）没有

限制

应用范围

测定材料特性 零件强度分析 验证有限元分析 实时监控试验设 考察零件的非线性变形 疲劳实验 确定材料的成型特性曲线(FLC)

材料测试

通过ARAMIS的全场应变结果，显著提高了测定材料特性的精度，使常规的

力学性能测试更有效更可靠，可以很好的满足一些特殊要求的材料测试，包括：

高温测

三维地学产品系列

三维地学产品系列是在新一代面向网络超大型分布式地理信息系统基础平台K9基础上，实现综合地学数据的高效存储管理、更新维护、查询统计、地质成图成表、分析应用、专业评价及地质数据多元统计分析、三维地质建模、可视化及分析，面向地质人员、政府规划、建设部门、企事业单位以及社会公众等不同层次用户提供地质信息服务。

图 1三维地学产品系列建设目标

地学资料管理系统

地学资料管理系统C/S版

地学资料管理系统C/S版面向数据管理维护人员提供基础地理空间数据、各专题属性数据、成果图件、文档资料等各类资料的数据库管理维护及操作监测，辅助地学资料管理人员进行多元多尺度的可视化数据管理，包括地质数据库扩展与配置、地学资料的录入、导入导出、数据检查、显示查询浏览、钻孔地层交互式标准化、权限配置管理等。

图 2地学资料管理系统功能结构框架

地学资料管理系统B/S版

地学资料管理系统B/S版面向社会公众发布整理好的地学数据信息。通过MapGIS数据中心设计器自由定制数据的专业目录树，方便实时更新和发布；对大量地质资料元数据分类、分级管理，进行查询，发布；支持各种格式的地质资料的浏览；支持平面、球面模式下的三维模型展示和空间分析操作。

图 3数据查询结果显

金昆电力

光伏并网发电系统(太阳能并网发电系统)通过把光能转化为电能，不经过蓄电池储能，直接通过并网逆变器，把电能送上电网。

集中式大型并网电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电;也有分布式小型并网发电系统，特别是光伏建筑一体化发电系统，是并网发电的主流。

原理：

太阳能电池发电系统是利用光生伏打效应原理制成的，它是将太阳辐射能量直接转换成电能的发电系统。它主要由太阳能电池方阵和逆变器两部分组成。白天有日照时，太阳能电池方阵发出的电经过并网逆变器将电能直接输送到交流电网上。

太阳能光伏发电系统大体上可以分为两类，一类是并网发电系统，即和公用电网通过标准接口相连接，像一个小型的发电厂;另一类是独立式发电系统，即

金昆电力

在自己的闭路系统内部形成电路。

并网发电系统通过光伏组将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流;而独立式发电系统光伏阵列首先会将接收来的太阳辐射能量直接转换成电能供给负载，并将多余能量经过充电控制器后以化学能的形式储存在蓄电池中。

以上就是关于光伏并网发电系统的一部分相关介绍，更多相关详情

三维实体结构的分析

前面的实训练习中，是采用先生成节点，然后连接节点生成元素的方法来建立有限元模型的，它适用于结构比较简单的零件。但是对于一些复杂结构，如果还是采用上面的方法建立有限元模型，不但非常繁琐，而且容易出错，甚至在有些情况下几乎是不可能的。因此，本实训中将介绍三维实体结构的有限元分析。

一、问题描述

图25所示为一工字钢梁，两端均为固定端，其截面尺寸为，

l?1.0m,a?0.16m,b?0.2m,c?0.02m,d?0.03m。试建立该工字钢梁的三维实体模型，

并在考虑重力的情况下对其进行结构静力分析。其他已知参数如下：

图25 工字钢结构示意图

弹性模量（也称杨式模量） E= 206GPa；泊松比u?0.3；

kg/m；重力加速度g?9.8m/s； 材料密度??7800作用力Fy作用于梁的上表面沿长度方向中线处，为分布力，其大小Fy=-5000N

32二、实训目的

本实训的目的是使学生学会掌握ANSYS在三维实体建模方面的一些技术，并深刻体会ANSYS软件在网格划分方面的强大功能。

三、结果演示

图26单元类型库对话框

使用ASSYS15.5软件对该工字钢梁进行结构静力分析，显示其节点位移云图。

四、实训步骤

（一）ANSYS

www.hydrospan.cn

水量资料具有极为重要的作用，涉及防洪安全、水文水利计算、水资源评价等各个方面，因此河流流量测量是水文工作的重要内容。每年需要耗费大量的人力物力去完成测验任务。为了减轻流量测验工作量，长期以来，水文工作者都在寻找减少流量测验次数的方法。RVS-1型高精度雷达流速仪实现了非接触式流速测量，不受泥沙、漂浮物的影响，适用于一般河道、渠道流量测量，尤其适用于高洪、急流、高含沙量、高污染的流速测量。本产品自动化程度高、安装维护方便，可安装于岸边、桥梁固定支架上定点测量或铅鱼、吊箱等运动物体上动态测量。该设备可配合计算机、数据无线传输等设备组成流量自动测量系统，可实现流量远程在线监测。工作原理：应用K频段雷达波测量水体表面流速的技术难点在于低速段的测量，由于在雷达波在平静的水面上难以形成有效的反射信号，因此国内外多数同类产品的起测流速通常在0.2米/s以上，能够稳定测量的实际流速通常在0.5m/s以上。 RVS-1型采用了DSP技术和先进的速度检测与跟踪算法，是一款专门针对水体表面流速特征而开发的雷达波流