光学三角法知识点总结

系统管理员 2022-06-10 12:48 221阅读 0赞

光学三角测量法是一种最常用的一种光学三维测量技术，以传统的三角测量为基础，通过待测点相对于光学光学基准线偏移产生的角度变化计算该点的深度信息。根据具体的照明方式的不同，三角法可以分为被动三角法和主动三角法。

1）双目立体视觉

双目立体视觉属于被动三维测量技术，优点在于其适应性强，可以在多种条件下灵活测量物体三维信息。但是被动三维测量技术需要大量相关匹配运算和较复杂的空间几何参数的标定等，测量精度低，常用于对三维目标的识别、理解，以及用于位置、形态分析。尤其在无法采用结构光照明的时候优势凸显。

2）主动三维测量

主动三维测量采用结构照明方式，能快速、高精度地获取物体表面三维信息，因而获得了广泛的研究和应用。根据三维面形对结构光调制方式的不同，主动三角法可分为时间调制（飞行时间法）和空间调制（结构光：直接三角法、光栅投射法等）两大类。

光学三角法属于主动视觉测量方法，由于该方法具有结构简单、测试速度快、实时处理能力强、使用灵活方便等优点，在长度、距离以及三维形貌测量中有着广泛的应用。按照入射光线与被测表面法线的光学，单点式光学三角法可分为直射式和斜射式两种。

直射式：

在直射式三角法测量结构中，激光器发出的光线，经会聚透镜聚焦后垂直入射到被测表面上，被测面移动或者其表面变化，导致入射点沿入射光轴移动。入射点处的散射光经接收透镜入射到探测器上。若光点在成像面上的位移为x'，被测面在沿轴方向的位移为

x = ax’/(bsin sinta2 -x’cos sinta2)

优点：直射法光斑较小，光强集中，不会因被侧面不垂直而扩大光照面上的亮斑，可解决柔软材料及粗糙工件表面形状位置变化测量的难题。

缺点：由于受成像透镜孔径的限制，探测器只接受到少部分光能，光能损失大，受杂散光影响较大，信噪比小，分辨率较低。

斜射式：

在斜射式三角法测量结构中，激光器发出的光线与被测面法线成一定角度，同样，物体移动或其表面变化将导致入射点沿入射光轴的移动。若光点在成像面上的位移为x'，则被测面在沿轴方向的位移为

x = ax'cos sinta1 /\[bsin(sinta1=sinta2)-x'cos(sinta1+sinta2)\]

优点：斜射法的布局使探测器几乎可以接收全部反射光和散射光，因而系统的信噪比以及灵敏度较高，测量精度一般高于直射法，可用于微位移检测，尤其适用于对光滑表面的位置检测。

缺点：斜射法入射光束与接收装置光轴夹角过大，对于曲面物体有遮光现象，对于复杂面形物体更为严重。

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