光学三维测量技术综述
光学投影式三维轮廓测量技术研究
光学投影式三维轮廓测量技术研究摘要：光学投影式三维轮廓测量技术是一种非接触式、高效率的三维测量手段，其能够对被测物的表面轮廓进行快速、准确的获取。
本文介绍了光学投影式三维轮廓测量技术的基本原理、系统组成以及应用领域，并着重探讨了其误差来源和误差补偿方法，为光学投影式三维轮廓测量技术的进一步发展提供参考。
关键词：光学投影式三维轮廓测量技术；误差来源；误差补偿；应用领域。
一、概述随着现代制造工艺的发展，对于产品的精度要求越来越高，因此，对于产品的三维测量技术也有了更高的要求。
光学投影式三维轮廓测量技术是一种非接触式、高效率的三维测量手段，其能够对被测物的表面轮廓进行快速、准确的获取。
1. 非接触式测量，不损伤被测物；2. 快速测量：可以实现对复杂表面轮廓的快速获取；3. 高精度测量：可以满足精度要求较高的测量需求；4. 高度自动化：测量数据的处理和分析可以实现自动化。
二、基本原理光学投影式三维轮廓测量技术采用投影法测量被测物表面的轮廓，其基本原理可以用下图表示：如图所示，测量系统由投影系统和相机系统组成。
投影系统将光线通过透镜进行聚焦，形成高斯光束，使其在被测物表面上形成一个条形状的光影。
相机系统捕捉被测物的轮廓图像，并通过测量分析得到被测物轮廓的三维信息。
在测量过程中，可以通过调整相机和投影系统的相对位置来满足测量精度的要求。
三、系统组成光学投影式三维轮廓测量技术的系统由投影系统、相机系统、支撑系统和计算机控制系统等几个部分组成。
1. 投影系统投影系统主要由光源、透镜、滤光片和投影面组成。
光源一般使用激光或LED光源，透镜可以将光线捕获并进行聚焦，滤光片可以增强光源的亮度和对比度，投影面是被测物表面上形成的一条光影。
2. 相机系统相机系统通常采用高速、高分辨率的相机，可以通过调整相机参数来满足不同精度测量的需求。
相机系统一般分为两种配置：单目相机和双目相机。
现代光学三维测量原理
现代光学三维测量原理概述：现代光学三维测量原理是一种利用光学原理进行三维空间测量的方法。
通过测量目标物体上的特征点或表面形状，利用光学仪器和相应的算法，可以获取目标物体的三维坐标信息。
本文将详细介绍现代光学三维测量原理的基本概念、测量方法、仪器设备和应用领域。
一、基本概念1. 光学三维测量：利用光学原理进行三维空间测量的方法。
2. 特征点：目标物体上具有明显边缘或特殊纹理的点，用于测量和定位。
3. 表面形状：目标物体表面的几何形状，包括曲面、平面等。
4. 三维坐标：目标物体在三维空间中的位置坐标，通常用X、Y、Z表示。
二、测量方法1. 三角测量法：利用三角关系计算目标物体的三维坐标。
通过测量目标物体上的特征点在不同视角下的投影位置，利用三角关系计算出目标物体的三维坐标。
2. 相位测量法：利用光波的相位差来测量目标物体的三维形状。
通过测量光波在目标物体表面的相位差，可以得到目标物体表面的高程信息。
3. 结构光测量法：利用结构光投射到目标物体上产生的图案来测量目标物体的三维形状。
通过测量图案在目标物体上的形变，可以得到目标物体的三维形状信息。
三、仪器设备1. 光学测量仪：包括光学投影仪、相机、激光器等。
光学投影仪用于产生特定的光学图案，相机用于捕捉目标物体上的图案，激光器用于产生激光束。
2. 影像处理系统：用于处理相机捕捉到的图像，提取特征点和计算三维坐标。
3. 计算机系统：用于控制测量仪器和处理测量数据，进行三维坐标计算和可视化显示。
四、应用领域1. 工业制造：用于产品质量检测、零件尺寸测量等。
可以实现非接触式、高精度的三维测量，提高生产效率和产品质量。
2. 地质勘探：用于地质构造的测量和分析。
可以获取地表和地下的三维形状信息，帮助研究地质变化和资源勘探。
3. 医学影像：用于医学影像的三维重建和分析。
可以获取人体器官的三维形状和表面特征，帮助医生进行诊断和手术规划。
4. 文化遗产保护：用于文物的三维数字化和保护。
镜面反射面形光学三维测量技术综述
文章编号:1005-5630(2005)02-0090-06镜面反射面形光学三维测量技术综述X陶 涛,郭红卫,何海涛(上海大学精密机械工程系,上海200072) 摘要:讨论了用于测量镜面反射物体三维面形的各种光学技术。
这些技术分为被动式测量和主动式测量两大类。
被动式测量包括基于光度学的测量技术和基于镜面反射成分恢复面形技术。
主动式测量主要是采用结构光技术测量镜面物体。
同漫反射物体的三维测量技术相比,现有镜面物体三维测量技术的发展还不成熟,其技术研究已严重滞后于其需求的快速增长。
文章可为深入研究镜面反射物体的三维测量技术提供有益的参考。
关键词:三维面形测量;镜面反射;漫反射;主动测量;被动测量中图分类号:T N247 文献标识码:AOverview of optical three -dimensional measurement technique for specular reflection surfacesTA O Tao ,GUO H ong -w ei ,H E H ai -tao(Depart ment of P recisio n M echanical Engineer ing ,Shanghai U niver sity ,Shanghai 200072,China ) Abstract :In this paper ,different kinds of optical m ethods used fo r three -dimensional (3-D )shape measurement of specular reflectio n objects are discussed .They can be classified into tw o gro ups :passive measurement m ethods and active measurement m ethods.The fo rmer includes the methods base on photom etric and shape fr om specularity.T he latter makes use o f the structur ed light pared to those for diffuse reflection objects,the existing 3-D measurem ent techniques fo r specular objects are not ripe and fall behind the urgent need .This article pro vides beneficial references for research and development of 3-D measurement metho ds for specular reflection o bjects .Key words :three-dimensional shape m easur em ent;specular reflection;diffuse reflection;active measurement;passiv e measurement1 引 言上个世纪70年代以来,光学三维测量技术以其高精度、高效率和非接触性的优点在高速检测,产品开发、质量控制、反求工程、CAD/CAM 等领域得到广泛的应用和发展[1]。
基于光学原理的三维测量技术研究
基于光学原理的三维测量技术研究随着工业的发展，三维测量技术在现代生产制造中扮演着越来越重要的角色。
作为一种非接触式的测量技术，基于光学原理的三维测量技术得到了广泛应用。
本文将探讨该技术的基本原理、应用领域以及未来发展前景。
一、基本原理基于光学原理的三维测量技术主要是利用光学传感器和计算机处理技术对物体进行三维坐标测量。
传感器通过扫描物体表面，获得表面坐标信息，并将这些信息输入到计算机中，通过算法分析后得出物体的三维坐标信息。
光学传感器可以分为接触式和非接触式两种。
接触式传感器需要直接接触到物体表面才能进行测量，而非接触式传感器则可以在不接触物体的情况下进行测量。
基于光学原理的三维测量技术主要包括光栅测量、激光三角测量、结构光测量和全息干涉测量等。
其中，激光三角测量是最为常见的一种测量方法，其原理是利用激光束投射到物体表面，对反射激光的位置和方向进行测量，从而得出物体表面的三维坐标信息。
结构光测量则是通过投射光源，使其产生一个光栅条纹，然后通过扫描条纹的变化来获得物体表面的三维坐标信息。
二、应用领域基于光学原理的三维测量技术广泛应用于现代工业生产制造中，包括汽车制造、航空制造、机械制造等。
在汽车制造中，三维测量技术可以用于检测车身结构的尺寸、形状和位置等，从而保证整个车身的质量和生产效率。
在航空制造中，该技术可以用于测量飞机机翼的形状和位置等，确保飞机的安全性和可靠性。
在机械制造中，三维测量技术可以用于检测零件的尺寸和形状等，从而保证整个机器的正常运转。
此外，基于光学原理的三维测量技术还被广泛应用于建筑、医疗等领域。
在建筑领域，该技术可以用于测量建筑物的表面形貌，避免因误差造成的建筑问题。
在医疗领域，该技术可以用于测量人体器官的形状和位置等，为医疗诊断提供更加准确的数据。
三、未来发展前景随着科技的发展，基于光学原理的三维测量技术也在不断地发展和完善。
从传感器技术的改进到算法算法的改进，该技术已经取得了很大的进步。
光学遥感立体测绘技术综述及发展趋势
光学遥感立体测绘技术综述及发展趋势摘要：遥感测绘技术不仅是我们获得地球地理空间信息的重要方式，而且是我们解决全球无图区、困难区测绘的重要手段。
测绘卫星具非常强的立体测绘功能，以立体化角度来观测地面目标的物理特性与几何属性。
而光学遥感立体测绘技术以及具有光学传感器、高分辨率测绘卫星最为常见。
关键词：光学遥感立体测绘技术；未来发展；发展趋势；高分辨率一、光学遥感立体测绘技术光学遥感立体测绘技术的具体来说有以下几项：测绘相机与时间同步技术、卫星定轨定姿技术、影像压缩和质量评价技术、几何定标和立体测图技术。
1、测绘相机与时间同步技术三线阵测绘相机是由三个独立 CCD摄像机组成的，三个 CCD摄像机保持正视、前视、后视特定的交会角度构成。
卫星运行期间，三个测绘相机随意扫描都将获得三个不同角度并且相互重叠的影像。
只有测绘相机镜头质量优良，内方位元素稳定，才能维持高精度的三维测量。
测绘卫星通过三线阵测绘相机进行扫描摄像，分毫之间的差异都将导致定位几米的差距，导致测绘影像的定位精度明显下降。
因此，测绘卫星应当适当添加具有高效载荷时间、高精度的系统，确保卫星在CCD推扫摄影上的时间保持一致，从而满足测绘任务的相关要求。
2、卫星定轨定姿技术在利用航天遥感影像对地面进行精密定位时，为确保其测量精度、姿态方面的准确度，往往还需利用地面控制点进行辅助。
若不能在区域内设置控制点，则无控制点摄影测量技术的优势就难以突显。
三线阵测绘卫星在无控制点摄影测量时要符合三个条件，从而最终实现立体测量工作与定位目标任务。
一是要利用仪器设施对卫星运行轨道进行了位置测定，给出了三个外方位位置要素；二是应利用三线阵测绘相机对地面进行推进扫描，获得三个重叠的航带影像；三是对卫星姿态进行了三个外方位角的测定。
GPS接收机是一种常见的用于测量卫星轨道的仪器，星敏感器、红外姿态测量仪等仪器是最常见的卫星姿态测量设施。
3、影像压缩质量评价技术随着测绘卫星成像技术不断增强，遥感测绘技术不断优化，影像数据的规模不断扩大，但由于传输渠道限制，目前只能对影像数据进行压缩处理。
光学投影式三维轮廓测量技术研究
光学投影式三维轮廓测量技术研究
光学投影式三维轮廓测量技术原理
光学投影式三维轮廓测量技术主要由投影装置、相机系统和计算机软件组成，其工作原理如下：
1. 投影装置：光学投影式三维轮廓测量技术使用高亮度、高分辨率的投影仪对待测物体进行光学投影。
投影仪通过计算机控制，将预先设定的光栅图案或条纹图案投影到待测物体表面。
2. 相机系统：相机系统通常由高分辨率的工业相机组成，用于捕捉待测物体表面的投影图案。
相机系统通过适当的角度和距离布置，以获得物体表面的多个投影图像。
3. 计算机软件：计算机软件主要负责处理和分析相机捕捉到的图像数据，通过图像处理算法提取出物体表面的三维轮廓信息。
光学投影式三维轮廓测量技术应用
光学投影式三维轮廓测量技术在工业领域具有广泛的应用，主要包括以下几个方面：
1. 三维检测与测量：光学投影式三维轮廓测量技术可以实现对工件的高精度三维轮廓测量，适用于汽车制造、航空航天、电子设备等行业的产品检测与测量。
2. 三维重建与建模：通过光学投影式三维轮廓测量技术可以对物体进行三维重建与建模，为产品设计、建筑设计、文物保护等领域提供高精度的三维数据支持。
3. 质量控制与检验：光学投影式三维轮廓测量技术可以实现对产品的尺寸、形状、表面质量等进行全方位的质量控制与检验，提高产品的质量稳定性和产品一致性。
4. 快速成像与测量：光学投影式三维轮廓测量技术具有快速成像和测量速度快的特点，适用于对物体进行快速成像和测量，提高生产效率。
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光学三维测量技术综述精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-光学三维测量技术综述1．引言客观景物三维信息的获取是计算机辅助设计、三维重建以及三维成像技术中的基础环节，被测物体的三维信息的快速、准确的获得在虚拟现实、逆向工程、生物与医学工程等领域有着广泛的应用[1]。
三维测量方法总的包括两大类，接触式以及非接触式。
如图所示。
图三维测量方法分类接触式的三维测量方法到目前为止已经发展了很长一段时间，这方面的技术理论已经非常完善和成熟，所以，在实际的测量中会有比较高的准确性。
但是尽管如此，依然会有一些缺点[2]：(1) 在测量过程中，接触式测量必须要接触被测物体，这就很容易造成被测物体表面的划伤。
(2) 接触式测量设备在经过长时间的使用之后，测量头有时会出现形变现象，这无疑会对整个测量结果造成影响。
(3) 接触式测量要依靠测量头遍历被测物体上所有的点，可见，其测量效率还是相当低的。
接触式三维测量技术发展已久，应用最广泛的莫过于三坐标测量机。
该方法基于精密机械，并结合了当前一些比较先进技术，如光学、计算机等。
并且该方法现在已经得到了广泛的应用，特别是在一些复杂物体的轮廓、尺寸等信息的精确测量上。
在测量过程中，三坐标测量机的测量头在世界坐标系的三个坐标轴上都可以移动，而且测量头可以到达被测物体上的任意一个位置上，只要测量头能到达该位置，测量机就可以得到该位置的坐标，而且可以达到微米级的测量精度。
但由于三坐标机测量系统成本较高，加之上述的一些缺点，广泛应用还不太现实。
非接触式三维测量技术一般通过利用磁学、光学、声学等学科中的物理量测量物体表面点坐标位置。
核磁共振法、工业计算机断层扫描法、超声波数字化法等非光学的非接触式三维测量方法也都可以测量物体的内部及外部结构的表面信息，且不需要破坏被测物体，但是这种测量方法的精度不高。
而光学三维轮廓测量由于其非接触性、高精度与高分辨率,在CAD /CAE、反求工程、在线检测与质量保证、多媒体技术、医疗诊断、机器视觉等领域得到日益广泛的应用,被公认是最有前途的三维轮廓测量方法[3]。
浅谈光学三维测量技术
浅谈光学三维测量技术光学三维测量属于非接触式光学面形测量方法，能快速准确测量出物体的表面形状，被广泛地应用在机械、电影等领域。
文章概述了光学三维测量技术的分类，介绍了几种常见的光学测量技术及其在各个领域的应用。
标签：光学三维测量；三维激光扫描；面结构光光学三维测量是指运用光学方法获取物体表面的三维立体坐标的技术。
光学三维测量利用现代光学技术成就，结合光电子学、计算机图像处理等学科成就发展起来的一种先进测量技术。
1 光学三维测量的分类图1 光学三维测量技术分类图光学三维测量技术按测量原理可以分为摄影测量方法、结构光技术和光学干涉方法。
摄影测量法是基于多视角的非主动式测量方法。
在普通照明（阳光、日光灯）情况下，由摄像头获取多视角物体图像，利用计算机查找多幅图像的同态标记点，进而获得物体的表面形貌。
结构光技术通过不同宽度且明暗相间的结构光照射被测物体表面，获取到的经物体调制的图像，再经过计算获取物体的立体形貌信息。
光学干涉法是利用干涉原理进行测量，具有高精度、高分辨率等优点。
以下介绍几种常见的光学三维测量方法。
图2 三维激光扫描工作原理图三维激光扫描技术根据光学三角形测量原理，以激光作为光源，光电探测器接收反射光，通过对采集到数据进行计算得到物体的深度信息。
三维激光扫描仪包括发射器和接收器。
发射器射出一束脉冲激光，激光经过物体表面漫反射，沿相同路线射入接收器。
由脉冲激光发射到反射被接收的时间tL可计算出扫描点到扫描仪的距离值S。
扫描仪内精密测量系统获取每个激光脉冲的水平方向角α和垂直方向角度β。
依据上述数据计算出扫描点的三维空间坐标（XP、YP、ZP）[1]。
双目视觉技术属于摄影测量方法，是通过视差原理被动测量三维数据的技术。
双目视觉技术测量物体三维形貌的原理是，从两个或以上的视角去观察一个物体，获得多张不同视角下物体的二维图片，根据三角测量原理得出同一个像素点的坐标偏差，以此获得测量物体的三维形态。
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光学三维测量技术综述1．引言客观景物三维信息的获取是计算机辅助设计、三维重建以及三维成像技术中的基础环节，被测物体的三维信息的快速、准确的获得在虚拟现实、逆向工程、生物与医学工程等领域有着广泛的应用[1]。
三维测量方法总的包括两大类，接触式以及非接触式。
如图 1.1 所示。
图1.1 三维测量方法分类接触式的三维测量方法到目前为止已经发展了很长一段时间，这方面的技术理论已经非常完善和成熟，所以，在实际的测量中会有比较高的准确性。
但是尽管如此，依然会有一些缺点[2]：(1) 在测量过程中，接触式测量必须要接触被测物体，这就很容易造成被测物体表面的划伤。
(2) 接触式测量设备在经过长时间的使用之后，测量头有时会出现形变现象，这无疑会对整个测量结果造成影响。
(3) 接触式测量要依靠测量头遍历被测物体上所有的点，可见，其测量效率还是相当低的。
接触式三维测量技术发展已久，应用最广泛的莫过于三坐标测量机。
该方法基于精密机械，并结合了当前一些比较先进技术，如光学、计算机等。
并且该方法现在已经得到了广泛的应用，特别是在一些复杂物体的轮廓、尺寸等信息的精确测量上。
在测量过程中，三坐标测量机的测量头在世界坐标系的三个坐标轴上都可以移动，而且测量头可以到达被测物体上的任意一个位置上，只要测量头能到达该位置，测量机就可以得到该位置的坐标，而且可以达到微米级的测量精度。
但由于三坐标机测量系统成本较高，加之上述的一些缺点，广泛应用还不太现实。
非接触式三维测量技术一般通过利用磁学、光学、声学等学科中的物理量测量物体表面点坐标位置。
核磁共振法、工业计算机断层扫描法、超声波数字化法等非光学的非接触式三维测量方法也都可以测量物体的内部及外部结构的表面信息，且不需要破坏被测物体，但是这种测量方法的精度不高。
而光学三维轮廓测量由于其非接触性、高精度与高分辨率,在CAD /CAE、反求工程、在线检测与质量保证、多媒体技术、医疗诊断、机器视觉等领域得到日益广泛的应用,被公认是最有前途的三维轮廓测量方法[3]。
由于光不能深入物体内部，所以光学三维测量只能测量物体表面轮廓，因此，本文中所言光学三维测量即指光学三维轮廓测量，此后不再单独解释。
光学三维测量技术总体而言可以分为主动式光学三维测量和被动式光学三维测量，根据具体的原理又可以分为双目立体视觉测量法、离焦测量法、飞行时间法、激光三角法、莫尔轮廓术和结构光编码法等。
下面就刚刚提到的几种光学三维测量技术的原理进行逐一讲解。
2.测量原理2.1被动式光学三维测量2.1.1双目立体视觉测量法双目成像采用视觉原理来获得同一场景的2幅不同图像。
通过对物体上同一点在2幅图像上的2个像点的匹配和检测,可以得到该点的坐标信息。
测量原理如图2.1.1所示。
设摄像机基线长为B,视差定义为D= P1- P2,其中P1、P2为空间点W(X,Y,Z)在2像面上的投影点,则由几何关系可得Z=Bf/ D。
计算出物点的深度坐标后,其它2个坐标可以通过简单的几何透视关系得出。
双目视觉成像原理简单,但由于需要在两幅图像中寻找对定点的匹配,实际计算过程较为复杂。
图2.1.1 双目立体视觉法三维测量原理图2.1.2离焦测量法离焦测量法根据标定出的离焦模型计算被测点相对于摄像机的距离。
测量模型如图2.1.2所示。
参考点A成像在像平面上的A'点,物体表面上的B点成像在B'点,则在像面上形成两个像点B1和B2,测出两点之间的距离则可以得到物体上点B的坐标。
镜头前挡板上挖的两个小孔保证了探测器上最外围的两像点是由轴上物点形成的。
离焦测量法避免了寻找精确的聚焦位置,但却增加了标定过程的复杂性。
另外，由于每次只能获取一个轴上点的三维坐标，所以离焦测量法需要通过二维扫描来完成物体轮廓面上各离散点的坐标测量，因此测量效率比较低。
图2.1.2 离焦测量法原理图2.2主动式光学三维测量2.2.1飞行时间法飞行时间法(Time of Flight，简称TOF)简单而言就是通过激光或者其他光源脉冲发射时间，通过测量飞行时间达到测量的目的，测量系统模型如图2.2.1所示。
该测量方法具体如下：首先利用系统发射的激光或其他光源脉冲照射被测物体，通过反射原理到达系统接收器接收，就可以计算出激光或者其他光源脉冲的运行时间及距离。
通过对被测量物体外部形态逐步扫描在通过数据处理得到物体的三维原始外貌。
该测量方法运用激光或者其他光源脉冲飞行时间进行及接收器的带宽、灵敏度等进行测量，并且时间间隔的误差在一个很小的范围之内。
因此运用飞行时间法的测量系统目前误差已经达到微米级[3]。
为了进一步使该系统的测量精度提高，目前比较常用的方法是提高测量系统工作时的频率，同时可以通过相位调制的方法。
当激光束幅度被正弦波调制时，测量系统与被测物体之间的距离就可以由发射光束和接收光束之间的相位差得到。
相位调制测量方法与脉冲调制方法相比较要复杂许多，然而减小了带宽，而且通过正弦波相位调制能够获得比较大的测量视角。
基于飞行时间法的测量系统装置复杂，并要求配备带宽大、灵敏性高以和热稳定性好的电子设备，因而造价偏高，这些因素制约了其实际应用。
图2.2.1 飞行时间法原理图 2.2.2激光三角法近年来随着激光技术的发展,激光三角形法逐渐得到广泛应用。
它所采用的光源主要有点结构、线结构和双线结构。
其基本原理是光学三角形原理,如图2.2.2所示。
由图可以得到=/tan(), arctan(/)L B d f αγγ-= (2.2-1)由此可以得到深度信息L 。
这种方法具有原理简单、测量速度快和精度高等优点;缺点是对物体表面特性和反射率、复杂程度等有较大限制[4]。
图2.2.2 激光三角法 2.2.3莫尔轮廓术莫尔轮廓术又可以称为莫尔等高线法，是一种非接触式三维测量方法，1970年由 H.Taksaki 首次提出。
莫尔轮廓术得到莫尔条纹的方法如下：一个基准光栅和投影到三维物体表面上受到物体表面高度调制的变形光栅叠合来形成莫尔条纹，而该条纹描绘出了被测物体的等高线，然后根据莫尔条纹的分布规律就可以得出被测物体的表面形貌。
从这个基本原理出发，出现了几类不同布局的莫尔轮廓装置，主要为影像莫尔法、投影莫尔法和扫描莫尔法以及移相莫尔法等。
(1)影像莫尔法影像莫尔法(shadowmoirémethod)采用基准光栅,把它放在靠近被测物体表面处,用点光源或平行光源照射基准光栅,并在另一侧通过基准光栅观察物体,形成干涉条纹,如图2.2.3-1所示。
鉴于此原理,影像莫尔法的测量范围必须小于所使用基准光栅的范围,而制作大面积、高精度的基准光栅十分困难,所以只适合测量较小尺寸的物体。
另外,当被测物体表面梯度变化较大时,投影到表面的栅线易发生散射而变得模糊,限制了被测物体的可测景深,所以只适合测量表面变化较为缓慢的物体。
图2.2.3-1 影像莫尔法原理(2)投影莫尔法投影莫尔法利用光源将基准光栅经过聚光透镜投影到被测物体表面,经物体表面调制后的栅线与观察点处的参考栅相互干涉,从而形成莫尔条纹。
它与影像莫尔法的主要区别在于在投影光和接收器附近各放置1个光栅,这样就可用较小的高密度栅板代替较大尺寸的基准栅板来检测较大的物体,扩大了检测物体的范围。
一般,这种方法的检测精度和条纹分辨率没有影像莫尔法高。
上述两种方法是通过基准栅和试件栅之间的干涉形成莫尔条纹,所得的条纹图是等高线,通过分配条纹级次和确定条纹中心来解调等高线上的高度信息,对所得条纹的处理分析包括条纹中心线的跟踪、条纹级数的确定和表面凸凹性的判别等,这就限制了应用过程的自动化。
同时,此种方法不适合测量表面梯度变化较大的物体。
为了弥补此方面的缺点,可通过移动条纹或采用复合栅代替单一频率的栅线。
图2.2.3-2 扫描莫尔法原理图（3）扫描莫尔法在阴影莫尔法和投影莫尔法中，如要判断得出被测物体表面的凹凸情况，只能从莫尔等高线上出发，因此就很难在计量中进行确定。
为了使莫尔法能够满足三维面形的自动测量，在投影莫尔法中可以使一块基准光栅（投影系统中的光栅G1 或成像系统的光栅G2）沿垂直于栅线方向做微小地移动，然后对于目标物体表面的凹凸情况可以采用莫尔条纹同时移动的方向来确定。
如果类似于投影莫尔法测量，但是在成像系统中不用第二块基准光栅去观察，而是像电视扫描那样通过电子扫描的方法得到观察的基准光栅，这种方法就称为扫描莫尔法，它的基本原理如图2.2.3-2所示。
实际中替代第二块基准光栅的扫描线可以利用计算机图像处理系统去加入，这就意味着只要通过图像系统（包括摄像输入）获取一幅变形的光栅像，因此要想得到莫尔条纹，只要采用计算机得到光栅的方法就可以得到。
通过计算机产生的第二块基准光栅的周期和光栅的移动都容易改变，这种扫描莫尔法的图像系统能够实现三维面形的自动测量。
综上所述，莫尔轮廓术的主要特点在于：○1能够对三维物体的粗糙表面形貌进行测量，也能够对镜面形貌测量以及大尺寸的物体表面测量。
测量的灵敏度可以在很大范围内进行调整；○2对测量装置的稳定性要求不高而且装置简单可靠，对外界条件要求不严格，相干光源和非相干光源都可以适用；○3易于和高速摄影技术相结合，适合测量动态三维形貌，易于和电子计算机技术相结合，来获得莫尔条纹的数字输出和实现虚拟光栅技术。
2.2.4结构光投影法根据光学测量系统的投射模式,结构光投影法能够为以下几种：点结构光投影法、线结构光投影法、多线结构光投影法、网格结构光投影法、面结构光投影法。
点结构光投影法即为激光扫描法，而多线结构光投影法可以视为面结构光投影法的一种特例，所以这里只讨论线结构光投影法和面结构光投影法。
（1）线结构光投影法线结构光投影法也可以以光带模式投影法命名。
在测量时投射系统产生的光束在空间中由于一个柱面镜的作用出现一窄的平面狭缝光，当与被测物体的表面相交时，在被测物体的表面上产生了一个亮的光条纹。
该光条纹因为被测物体表面深度的变化和可能的间隙从而受到调制，表现为图像的光条纹发生了不同变化和不持续，而且被测物体高度越高，所得图像的畸变程度越大，而被测物体表面之间的物理间隙则可以通过所得图像的不连续性得出[5]。
线结构光投影的主要目的就是从发生了不同变化的光条纹的图像数据中获得被测物体表面深度的三维数据。
线结构光投影法可以视为点结构光投影法的扩展。
相对于点结构光投影法来说，线结构光投影法大大提高了测量效率，而测量精度相比之言只是略低，此方法在商业上获取三维深度信息的应用已经非常成熟。
（2）面结构光投影法在线结构光投影法的基础之上，井口征士等人提出了一种更为优越的结构光投影法，就是面结构光投影法的。
即将各种模式的面结构光投影到被测物体，在面结构光被投影到目标物体之时，如果从与投影光轴方向不同的观测点方向来看，在目标物体表面产生由于物体形状的凹凸变化而随之发生畸变的面结构光条纹，这种畸变是由于所投影的面结构光条纹收到目标物体的表面形状的调制所引起的，所以被测物体表面形状的三维信息也就包含在内。