高精度3-D量測系統的新方法

A New Approach for High-accuracy 3-D Measuring System

林志陽(Chih-Yang Lin)

指導教授 ： 林啟芳

元智大學/工程學院/實業計劃研究所工學組/碩士(1993年)

摘要

無資料

關鍵字

校正 ； 3D ； 電腦視覺

並列摘要

3D量測系統對於許多應用皆非常迫切需要，但限於技術，要發展一
個能適用於多數應用的高精度即時3D量測系統並不容易，往往需使用昂
貴的設備與高速電腦來達成。因此我們提出方法來發展一個3D量測系統
，找出可行的理論，並以簡單的設備達成即時處理與精度要求。
我們使用一雷射投光器來產生主動光源，而此光源的強度及相位是
可控制的。將此主動光源投射於待測物上，由於此待測物表面上的深度
各處不同，使得此主動光源的相位產生變化，再利用相位的變化以 DSP
技術求出待測物的座標值。我們所提的方法，具有以下四個優點:
(1)因為可以使用硬體的方法來達成，所以量測速度迅速
，非常適合於即時量測，例如人體或線上檢視等；
(2)相位的獲得只需要一個影像，能減少因震動而產生的不良影響；
(3)每一個CCD的像素都是取樣點,解析度很高；及
(4)因為使用相位量測技術,所量測結果非常準確。
所提方法可以應用於移動物體的即時量測及需要高速量測的應用，
例如線上即時的檢視，醫學診斷及電腦視覺等。
To develop accurate 3D measuring systems is necessary for
many applications like object shape acquisition,inspection,
medical diagnosis, quality control, robotics, CAD/CAM, solid
modeling, computer vision, virtual reality, and multimedia.A
common used approach for measuring 3D data is by detecting the
phase of interference fringe, but it also has the following
problems: (1)the computation speed is slow because the process
of multiple images of the measured object are required;and (2)
he implementation cost is very high because it must be
operated on optical tables to eliminate the effect of
vibration and obtain accurate results.
By calculating the phase shift and employing DSP (Digital
Signal Processing) techniques, a new method for high-accuracy
3D measuring systems is presented in the paper. The method has
the following advantages including:(1) the processing speed is
fast bcause only a single image of the measured object is
required for obtaining the phase map; (2) the resolution is
high because each pixel of the image can be used to calculate
the 3D shape of the object; and (3) the measuring resultis
very accurate. Expermental results are given to show the
superiority of the method.

並列關鍵字

Calibration ； 3D ； Computer Vision