三维视觉测量技术是结合计算机视觉和精密测量的先进高端技术。三维视觉测量通过模仿人眼来观察世界,并利用计算机分析处理来感知周围环境,应用计算机视觉技术对被观察对象进行识别、定位、量化和重构。
三维视觉测量技术由于其分辨率高、采集数据快、全场测量、低成本和高精度等优点, 已广泛应用于航空航天、汽车工业、高端装备制造、医疗行业和古文物保护等领域。
三维视觉测量技术在航空航天领域应用
随着三维视觉测量技术的不断发展和测量精度的不断提高, 三维视觉测量技术已能初步满足航天航空领域中关键零部件的精密检测要求, 如航空航天领域的涡轮叶片、天文望远镜系统中的反光镜面、詹姆斯韦伯望远镜中分光镜的三维数据获取和表面质量分析等。同时,以单目单站为主体、单目多站协同为拓展的被动式三维视觉测量,也成为飞机、卫星和导弹等典型航天航空装备服役飞行过程中的对地观测和着陆位姿动态测量的重要技术途径。
飞机机身,通过三维扫描技术可以快速、高精度地获取飞机机身及其零部件的外形三维数据,从而通过三维数据分析各部位的形变,为外形改造及维修测量提供数据支撑
卫星高分辨率对地观测
三维视觉测量技术在汽车制造中应用
三维视觉测量技术在汽车制造中的车身工艺波动的关键尺寸在线检测,车身表面喷漆质量检测, 汽车车身、轮毂及方向盘等重要组成结构的三维数字化等汽车制造业中各个方面发挥了巨大的作用。
视觉测量技术在汽车工业中的应用
三维视觉测量技术在高端装备制造中应用
智能制造工业 4. 0 的核心是高端装备制造,而没有精密的测量就没有高质量的高端装备制造。高端装备制造过程中迫切需要视觉检测技术来充当其制造中的“眼睛”,为加工过程中尺寸测量、物体定位、路径导航和缺陷检测等提供技术保障。
视觉在模具行业中应用,通过三维扫描进行模具镶块的定位,为后续加工提供定位基准。
模具行业中视觉定位与测量
视觉引导机器人进行定位以及路径规划,可应用于工件的打磨抛光。
视觉引导机器人定位
由于合格焊接人才的缺乏,自动化焊接设备逐渐替代人力焊接工作。通过焊接相机采集焊接点周围环境纹理、形状和三维坐标等信息,反馈给服务器,根据预设 AI( artificial intelligence) 算法判断焊接路径,在服务器内完成路径匹配,指导焊机作业。
三维视觉测量技术在医疗行业应用
三维视觉测量技术为医疗行业中的检测技术和诊断方法提供了新思路和新手段, 如诊断骨科、乳腺癌和整形外科的畸形。使用光学三维测量技术可以重建病患待诊断部位的三维数据。医生根据重建后的三维结果进行旋转、缩放和填充数据等操作。因此三维数据直接反映了患者的病情,便于医生做出准确的诊断。
人体牙齿的三维测量数据
整形外科医生可以通过三维成像系统采集、显示人脸的三维表面轮廓来协助医学整形。医生通过三维成像系统获取患者特定的人脸三维轮廓来检查不同植入体的仿真效果,制定术前治疗计划和验证评估术后效果,协助患者选择适当的植入物体积以达到满意的整形结果。
人头部
三维视觉测量技术在古文物保护中应用
不论是待挖掘的文物还是已经陈列被保护的文物,其均会由于技术手段、自然灾害、战乱和人为破坏等原因受到不同程度的损坏。三维视觉测量技术为文物的数字建模、检测、修复、数字化建档以及考古现场记录等提供了技术手段。2020 年,圆明园联合北京大学考古文博学院以三维扫描、摄影测量等手段开启了圆明园内石刻文物的数字化存档。
巴黎圣母院的三维数据
Andrew 教授利用激光三维扫描技术对巴黎圣母院内外景进行三维重建,其真实、精确地记录了巴黎圣母院的三维模型。三维视觉测量技术对保留、修复历史建筑原貌具有重要的价值。
注:内容摘自中国图象图形学报《三维视觉测量技术及应用进展》