三维测量综述,三维测量的方法

三维测量技术及方法！

随着当代科技进步的发展趋势，电子光学三维测量已经在越来越多的普通行业中发挥着关键作用。本文详细介绍了容栅三维测量和非接触式三维测量。

1前言

随着科学技术的进步和工业生产的发展趋势，三维测量技术在自动化生产、质量管理、机器人视觉、逆向工程、CAD/CAM和生物医学工程项目中的应用越来越关键。传统的容栅精密测量技术存在精度测量时间长、测量头补偿、无法精确测量延展性或延展性原材料等局限性。所以不能考虑当代工业发展的必要性。

电子精密测量是光电技术与机械设备精密测量相结合的新技术。电子光学精密测量的关键应用是工业检测。利用电子信息技术，可以完成快速准确的测量。方便记录、存储、复制和搜索这些功能。

光学三维测量技术是集光、机、电、电子信息技术于一体的智能系统和数据可视化高新技术。关键是扫描地块内部空房间的设计和构造，从而获得地块的3D轮廓和地块表面点的3D 空坐标。随着当代无损检测技术的发展，特别是随着激光设备、电子信息技术和图像处理技术等高新技术的发展趋势，三维测量技术逐渐成为科学研究的重中之重。电子三维测量技术由于具有非接触、测量快速准确、精度高等优点，广泛应用于机械设备、汽车、航空航天空等制造业和服装、小玩具、皮革加工等民用行业。

2三维测量的技术方法和分类

三维测量技术是获取块体表层各点的室内空坐标的技术，关键包括容栅和非接触式精密测量。如图所示

显示1。

非接触精密测量

近年来，随着电子光学和电子元器件的广泛应用，非接触精密测量技术也在不断发展。根据光学原理，其精密测量具有高效、无损、工作距离大等特点。，并能精确测量物体的静态数据或动态。这种关键技术在产品质量检测和加工工艺操作中可以大大节约产品成本，减少RD周期时间，进一步提高产品质量，因此受到大家的青睐。随着各种优秀元器件的出现，如半导体激光发生器LD、正电荷耦合元件CCD、CMOS光学透镜、灵敏传感器PSD等，新型三维传感器不断出现，其特性大大提高，电子光学非接触测量技术发展迅速。

非接触式三维测量不需要接触被测物体块，因此可以远距离注视被测物体块，进行精确测量。其中，光电非接触精密测量是非接触精密测量的关键方法。

容栅的精确测量

三维体积网格精确测量的典型性意味着它是一台坐标测量机(CMM)。三坐标测量机是一种大中型高精度三坐标测量仪器和设备。它以精密机械设备为基础，综合应用电子学、电子计算机、电光、数控机床等优秀技术。可以对三维复杂产品的规格、外观、相对位置进行高精度、精确的测量。

作为一种现代化的大中型高精度综合检测仪器，三坐标测量机有其明显的优势，包括:

(1)协调能力强，能完成室内空坐标点的精确测量，方便准确地测量各部分的三维轮廓规格和主要参数；

(2)测量精度高、可靠；

(3)能方便地进行数字化操作和系统控制，系统智能化水平高。

最初的坐标测量仪大多采用固定刚度探头，比较简单，存在很多缺陷。钥匙

(1)在精确测量时，实际操作人员可以用手保证测头与产品工件的接触压力，这种压力通常因人而异，无法用读数进行定量分析和描述；

(2)刚度测头为无反馈测头，不能用于数控机床的坐标精密测量机；

(3)只有对探头中途进行三维补偿，才能获得商品真实的表面数据信息。

针对上述缺点，我们先后开发设计了电感式传感器和电容式传感器反馈的各种微偏探头，解决了数控机床坐标测量仪自动测控系统的难题。但是精确测量时探头和被测物体之间还是有一定的接触压力的，对软物体的精确测量肯定会造成数据误差。此外，探头半翘曲的三维补偿问题仍然存在。三维测头的出现可以相对轻松地应对测头三维半补偿的困难，但三维测头仍有接触压力，无法精确测量不可触及的表层(如软表层、高精度光滑表层等。)，而且探头的扫描速度受到机械设备的限制，所以精密测量效率很低，不适合大范围的精密测量。

电光三维测量技术的各种完成方法和基本原理将在下一章通过目录详细介绍。