接触式三维测量头

接触式三维测量头

接触式三维测量头

三坐标测量机的测量精度很高,但是为了保证它的髙精度测量,避免因振动、环境温度变化等造成的测量误差,必须将其安装在专门的地基上,并在很好的环境条件下工作。被检测零件必须从加工机床卸下安装在测量机上才能测量,测M结果不符合要求时必须返工,有时零件需要在加工机床与测M机之间反复装卸几次才能满足最终要求。显然这样会影响生产效率。一个解决方法是将三坐标测M机上的三维测头直接安装在计算机数控机床上,该机床就能像三坐标测M机那样工作。在新型的数控机床上,特别是在加工中心类机床上,三维测头的使用已经很普遍。它可以安放于机床刀库中,在需要检测工件时由机械手取出并和刀具一样进行交换装入机床的主轴孔中。数控加工中心采用红外信号三维探测头自动测M的系统原理图。当装在主轴上的测头量杆接触到工作台上的工件时,立即发出接触信号,通过红外线接收器传送给机床控制器,计算机控制系统根据位置检测装置的反馈数据得知接触点在机床坐标系或工件坐标系中的位置,通过相关软件进行相应的运算处理,以达到不同的测童目的。

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倾斜摄影测量.

倾斜摄影测量 倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术,它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像,将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。航空倾斜影像不仅能够真实地反应地物情况,而且还通过采用先进的定位技术,嵌入精确的地理信息、更丰富的影像信息、更高级的用户体验,极大地扩展了遥感影像的应用领域,并使遥感影像的行业应用更加深入。同时,倾斜影像技术的引进和应用,使得目前高昂的三维城市建模成本将得以大大降低!由于倾斜影像为用户提供了更丰富的地理信息,更友好的用户体验以及其低廉的成本,该技术目前在欧美等发达国家已经广泛应用于应急指挥、国土安全、城市管理、房产税收等行业。 倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术,它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像,将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。 北京天下图作为全国首次独家引进斜摄影技术的航摄单位,将美国Pictometry公司的机载倾斜摄影设备及相关解决方案引入中国,结合北京天下图在国内航摄领域的技术优势和市场资源,形成了自有的倾斜摄影影像获取及应用技术,为广大用户提供一体化全方位的解决方案。 倾斜摄影 - 倾斜摄影技术特点 特点一:反映地物周边真实情况 相对于正射影像,倾斜影像能让用户从多个角度观察地物,更加真实的反映地物的实际情况,极大的弥补了基于正射影像应用的不足。 特点二:倾斜影像可实现单张影像量测 通过配套软件的应用,可直接基于成果影像进行包括高度、长度、面积、角度、坡度等的量测,扩展了倾斜摄影技术在行业中的应用。 特点三:建筑物侧面纹理可采集 针对各种三维数字城市应用,利用航空摄影大规模成图的特点,加上从倾斜影像批量提取及贴纹理的方式,能够有效的降低城市三维建模成本。 同一地点的侧面影像 特点四:数据量小易于网络发布

光学非接触式三维测量技术_图文

光学非接触式三维测量技术_图文 光学三维测量技术及应用 摘要:随着现代科学技术的发展,光学三维测量已经在越来越广泛的领域起到了重要作用。本文主要对接触式三维测量和非接触式三维测量进行了介绍。着重介绍了光学三维测量技术的各种实现方法及原理。最后对目前光学三维测量的应用进行了简单介绍。 随着科学技术和工业的发展,三维测量技术在自动化生产、质量控制、机器人视觉、反求工程、CAD/CAM以及生物医学工程等方面的应用日益重要。传统的接触式测量技术存在 测量时间长、需进行测头半径的补偿、不能测量弹性或脆性材料等局限性,因而不能满足现代工业发展的需要。。 光学测量是光电技术与机械测量结合的高科技。光学测量主要应用在现代工业检测。借用计算机技术,可以实现快速,准确的测量。方便记录,存储,打印,查询等等功能。 光学三维测量技术是集光、机、电和计算机技术于一体的智能化、可视化的高新技术,主要用于对物体空间外形和结构进行扫描,以得到物体的三维轮廓,获得物体表面点的三维空间坐标。随着现代检测技术的进步,特别是随着激光技术、计算机技术以及图像处理技术等高新技术的发展,三维测量技术逐步成为人们的研究重点。光学三维测量技术由于非接触、快速测量、精度高的优点在机械、汽车、航空航天等制造工业及服装、玩具、制鞋等民用工业得到广泛的应用。 2 三维测量技术方法及分类 三维测量技术是获取物体表面各点空间坐标的技术,主要包括接触式和非接触式测量两大类。如图1所示。 图1 三维测量技术分类 2.1 接触式测量 物体三维接触式测量的典型代表是坐标测量机(CMM,Coordinate Measuring Machine)。CMM是一种大型精密的三坐标测量仪器[1],它以精密机械为基础,综合应用电子、计算机、光学和数控等先进技术,能对三维复杂工件的尺寸、形状和相对位置进行高精度的测量。 三坐标测量机作为现代大型精密、综合测量仪器,有其显著的优点,包括: (1)灵活性强,可实现空间坐标点测量,方便地测量各种零件的三维轮廓尺寸及位置参数;(2)测量精度高且可靠;(3)可方便地进行数字运算与程序控制,有很高的智能 化程度。

激光跟踪测距三维坐标视觉测量系统建模讲解

激光跟踪测距三维坐标视觉测量系统建模讲解标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]

激光跟踪测距三维坐标视觉测量系统建模 3 黄风山 1,233, 钱惠芬 1 (1. 河北科技大学机械电子工程学院 , 河北石家庄 050054; 2. 天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室 , 天津 300072 摘要 :提出了一种激光跟踪测距视觉坐标测量系统 , 测量时摄像机测量光笔上各光反射点的方向 , , 由测得 ( , 激光测距仪测得的距离参数的引入 , 依据冗余技术给出了被测 :在 Z 、 Y 和 X 轴方向 0. 、 0. 和 0. 011mm 。 关键词 :; ; n 点透视问题 (P n P ; 冗余技术 Mod el for a Laser Distance T racking 3D C oordinates V ision M easu ring System HUAN G Feng 2shan 1,233, QIAN Hui 2fen 1 (1. Mechanical and Electronic Engineering C ollege , Hebei University of S cience and T echnology , Shijiazhuang 050054,China ; 2. State K ey Laboratory of Precision Measuring T echnology and Instrument , Tianjin University , Tianjin 300072,China Abstract :Alaser distance tracking 3D coordinates vision measuring system is proposed. It mainly consists of a CCD camera , a laser rangefinder ,a computer and a light pen. When measuring ,the CCD camera registers the direction of every light 2re 2 flecting point m ounted on the light pen. According to these measured directions ,the laser rangefinder can track and capture each light 2reflecting point ,and record the distance between one of the four light 2reflecting points and the laser rangefinder. Using the measured directions and distance ,the system can calculate the 3D coordinates of the point touched by the pen 2 on the perspective 2n 2point problem (P n P principle ,the system ′ s mathematic model is of the distance parameter ,this m odel can be solved linearly ,and its solution is

(完整word版)三维激光扫描测量技术及其在测绘领域的应用

三维激光扫描测量技术及其在测绘领域的应用 三维信息获取技术,也称为三维数字化技术。它研究如何获取物体表面空间坐标,得到物体三维数字化模型的方法。这一技术广泛应用于国民经济和社会生活的许多领域,如在自动化测控系统中,可以测微小、巨大、不规则等常规方法难以测量物体。 随着信息技术研究的深入及数字地球、数字城市、虚拟现实等概念的出现,人们对空间三维信息的需求更加迫切。基于测距测角的传统工程测量方法,在理论、设备和应用等诸多方面都已相当成熟,新型的全站仪可以完成工业目标的高精度测量,GPS可以全天候、一天24小时精确定位全球任何位置的三维坐标,但它们多用于稀疏目标点的高精度测量。随着传感器、电子、光学、计算机等技术的发展,基于计算机视觉理论获取物体表面三维信息的摄影测量与遥感技术成为主流,但它在由三维世界转换为二维影像的过程中,不可避免地会丧失部分几何信息,所以从二维影像出发理解三维客观世界,存在自身的局限性。因此,上述获取空间三维信息的手段难以满足应用的需求,如何快速、有效地将现实世界的三维信息数字化并输入计算机成为解决这一问题的瓶颈。三维激光测量技术的出现和发展为空间三维信息的获取提供了全新的技术手段,为信息数字化发展提供了必要的生存条件。20世纪90年代,随着三维激光扫描测量装置在精度、速度、易操作性、轻便、抗干扰能力等性能方面的提升及价格的逐步下降,它在测绘领域成为研究的热点,应用领域不断扩展,逐步成为快速获取空间实体三维模型的主要方式之一。

使用国产地面激光扫描仪扫描的输电线三维模型 三维激光扫描测量技术的特点 三维激光扫描测量技术克服了传统测量技术的局限性,采用非接触主动测量方式直接获取高精度三维数据,能够对任意物体进行扫描,且没有白天和黑夜的限制,快速将现实世界的信息转换成可以处理的数据。它具有扫描速度快、实时性强、精度高、主动性强、全数字特征等特点,可以极大地降低成本,节约时间,而且使用方便,其输出格式可直接与CAD、三维动画等工具软件接口。目前,生产三维激光扫描仪的公司有很多,它们各自的产品在测距精度、测距范围、数据采样率、最小点间距、模型化点定位精度、激光点大小、扫描视场、激光等级、激光波长等指标会有所不同,可根据不同的情况如成本、模型的精度要求等因素进行综合考虑之后,选用不同的三维激光扫描仪产品。

无人机倾斜摄影测量三维建模及精度评定

无人机倾斜摄影测量三维建模及精度评定 摘要:无人机倾斜摄影测量技术是现阶段测绘行业的一种新兴的测量技术,无 需与被测量物体接触,能够保障测量结果的高精度和有效性,且在一定程度上节 约了大量的人力和物力。在该技术的实际运用过程中,应根据待测区域的实际情况,选择恰当的设备,合理规划航测时间和航线,并考虑天气因素,从而保障航 测的有效性、可靠性。鉴于此,文章对无人机倾斜摄影测量三维建模及精度评定 进行了研究,以供参考。 关键词:无人机倾斜摄影测量;三维建模;精度评定 1无人机倾斜摄影测量技术的特点 1.1多视影像联合平差 无人机倾斜摄影测量技术应用过程中使用了新的多视影像联合平差技术,可 以有效解决传统的测量系统在数据处理方面的不灵敏等问题,以合理方式处理影 像之间的遮挡关系,及时确定合理的连接点和连接线等,提高了成像结果的准确度。 1.2多视影像密集匹配 无人机倾斜摄影测量技术在应用过程中使用了多式影像密集匹配技术,该类 技术可以有效提高摄影测量的分辨率,其覆盖的面积范围也明显增大。在利用该 技术开展匹配的过程中,可以及时对各类多余的信息进行研究,通过明确坐标点 的位置,可以获取地面物体的准确三维信息。通过多元影像密集匹配技术,可以 利用建筑物的侧面等来提取各类信息,建筑物的边缘信息和文理信息等也可以被 充分利用起来,继而形成相对完善的二维数据,通过该技术将其转变为三维数据,建筑物的高度和轮廓信息等可以及时提取出来。 1.3模型生成和影像纠正 在多视影像技术的帮助下,可以及时将地面建筑物的各类数据扫描表达出来,继而形成相对较为全面的数字表面模型。但是在实际测量建设工作开展过程中, 受到角度和尺度的差异,很可能出现建筑物遮挡以及阴影等现象。为了降低概率 因素对数字表面模型造成的影响,应当及时利用影像外的方位元素来开展匹配设 计工作,结合当前比较相对的算法等开展各项计算,提高计算效率的同时合理确 定建筑物的高度等相关数据,保障三维建模工作的精确性。在获得了高密度的数 据之后,应当及时进行滤波处理等工作,将不同的匹配单元融合起来,形成整体 统一的数据。在利用多式影像技术开展各项工作的过程中,应当及时对屋顶重建 等几何信息进行提取,结合其他相关技术来开展信息优化等工作,制定合理的全 局优化措施,合理开展均光处理,保证各项工作的有效性。 2基于无人机倾斜摄影测量技术的三维建模方法研究 2.1航线规划 在无人机倾斜摄影测量的工作中,飞机的飞行要保证一定的平稳性,并且要 根据实际情况规划路线,并且在此航线中无人机的航高要在一定的允许范围内。 对于无人机来说,如果需要其飞行具有一定规则的航空路线,在不借助航线规划 的前提下,单靠人工通过遥控控制无人机得以操作飞行方向是不容易实现的,除 此之外,数据采集的过程中还要保证飞行速度保持匀速,以便影像采样率均匀且 影像稳定,再则,在空中作业过程中,会受到空气流速度的影响,使无人机平衡 性被打破,导致得到的影响数据模糊,最后,根据相应的规范要求,建模对于像 片的采样率和重叠率有比较高的要求,光靠人工操作遥控器飞行不好把握的,最

三维测量

三维测量 详细的测量方法在使用说明书中有具体的说明和步骤,先只介绍一下工作中最常用到的方法。 ●全站仪的整平 全站仪的使用前,应该先进行机器的整平工作。步骤和经纬仪一样,唯一不同的是,全站仪多了一个垂直补偿功能(电子气泡)在p3页的倾斜菜单下,按F2进入,横向Y轴,竖向X轴。初步整平后就可以进入垂直补偿功能,进行进一步的微调。 一般测量罗盘为左侧,整平时按左手大拇指为方向,调整基座上的三个调整螺栓: 调整到XY轴尽量接近0'00″旋转水平角180度,两侧XY值正负相加不大于10″(同经纬仪水平仪调整) ●单独使用全站仪时常用的测距功能 对边测量,包括斜距测量,平距测量,高差测量三种。三钟测量方式在《配臵》-《观测条件》中可以设臵,默认为斜距测量。

单独使用全站仪时,需先进行坐标测量(建立坐标系统)详见说明书。 ●连接手部的三维测量 方法大致和单独使用全站仪测量一样,但是功能更多,易于查看和编辑计算。所以一般测量中都连接手部测量。手部的基本操作见说明书。在测量中,常用的有两个坐标系统:大地坐标系统和任意坐标系统: 第一个为大地坐标系,用于测量已经有加工后的基准或调整水平后的构件和预组装的构件,可以兼顾水平仪测量水平。Z轴垂直于大地,XY平面为水平。 第二和第三个是任意坐标系,按个人习惯可随意使用,但是常用的还是第三个,点1为原点,点2为X向,点3为标高Z向。任意坐标系可以在构件不水平或不垂直的状态下对构件进行测量,包括已经调平垂直状态下。 ●实际测量

如上图,点4到点8为基准轴。点1到点4和点5到点8的面为不规则的两个面,不一定是完全与基准轴垂直的,不能做为参考。 测量时先在站点上设点4为原点,点3为X向,点1为Z向建立一个任意坐标系,同时测量点2。Y向指向构件的点8方向,但是Y轴现在还不是完全和基准轴重合。在测量对面的点5到点8前(迁站前)需要建3个参考点,3个参考点必须是在站点2上也能测量到的点,作为全站仪迁站后仍然与站点1在同一坐标系中的依据(点9、点10、点11)在站点2上也依次测量点9、点10、点11。迁站误差接受在0.5mm以下。3个参考点的位臵不能是一个平面上,或是以全站仪为圆心的圆周上,距离和角度越大,相对精度也越高,要求见说明书。 迁站测量后,依次对点5到点8进行测量。同样这个面也不一定与基准轴垂直的。如果点4到点8的Y直线为基准轴,那么点8的XZ坐标为0,0。如下图:

美国NANOVEA公司的三维非接触式表面形貌仪

美国NANOVEA公司的三维非接触式表面形貌仪 一、 产品简介 美国NANOVEA公司是一家全球公认的在微纳米尺度上的光学表面轮廓测量技术的领导者,生产的三维非接触式表面形貌仪是目前国际上用在科学研究和工业领域最先进表面轮廓测量设备,采用目前国际最前端的白光轴向色差原理(性能优于白光干涉轮廓仪与激光干涉轮廓仪)对样品表面进行快速、重复性高、高分辨率的三维表面形貌、关键尺寸测量、磨损面积、磨损体积、粗糙度等参数的测量。 二、产品分类 该公司的三维非接触式表面形貌仪主要有4款:JR25、PS50、ST400与HS1000(区别见技术参数): JR25便携式三维表面轮廓仪: 野外操作或不可拆卸部件的理想选择 ·便携式表面形貌仪 ·结构紧凑,性价比高 ·替代探针式轮廓仪和干涉式轮廓仪 ·应用范围广 ·测量范围:25mm×25mm PS50表面轮廓仪: 科研单位与资金不足企业的最佳选择 ·性价比高 ·结构紧凑

·替代探针式轮廓仪和干涉式轮廓仪 ·应用范围广 ·测量范围:50mm×50mm ST400表面轮廓仪: ·应用范围广 ·适合大样品的测试 ·测量范围:150mm×150mm ·360 O旋转工作台 ·带彩色摄像机(测量前可自动识别特征区域) HS1000表面轮廓仪: ·适用于高速超快自动测量场合 ·超高的扫描速度(可达1m/s,数据采集频率可达 31KHz,最高可达324KHz) ·能保证超高平整度和稳定性(花岗石平台) 三、测量原理简介:

Nanovea 公司的三维非接触式表面形貌测量仪采用的是国际最前端的白光轴向色差技术技术实现先进的高分辨率的三维图像扫描与表面形貌测量。 ?利用白光点光源,光线经过透镜后产生色差,不同波长的光分开后入射到被测样品上。 ? 位于白光光源的对称位置上的超灵敏探测器系统用来接收经被测样品漫反射后的光。 ?根据准共聚焦原理,探测器系统只能接收到被测物体上单点反射回来的特定波长的光,从而得到这个点距离透镜的垂直距离。 ? 这个点为点光源与传感器所在的直线的中垂线与样品的交点。 ?再通过点扫描的方式以S路径获得物体的三维表面形貌特征。 ?最后将采集的数据交给专业的三维处理软件进行各种表面参数的分析。 ?软件能够自动获取用户关心的表面形貌参数。 四、 产品技术优势 1.采用国际最前端的白光轴向色像差技术,可获得最小2nm的分辨率 2.测量具有非破坏性,测量速度快,精确度高 3.测量范围广,可测透明、金属材料,半透明、高漫反射,低反射率、抛光、粗糙材料(金属、玻璃、木头、合成材料、光学材料、塑料、涂层、涂料、漆、纸、皮肤、头发、牙齿…); 4.适合测量高坡度高曲折度的材料表面(最高坡度为86o,接近垂直) 5.不受样品反射率的影响 6.不受环境光的影响 7.测量简单,样品无需特殊处理

光学非接触式三维测量技术

光学三维测量技术及应用 摘要:随着现代科学技术的发展,光学三维测量已经在越来越广泛的领域起到了重要作用。本文主要对接触式三维测量和非接触式三维测量进行了介绍。着重介绍了光学三维测量技术的各种实现方法及原理。最后对目前光学三维测量的应用进行了简单介绍。 1 引言 随着科学技术和工业的发展,三维测量技术在自动化生产、质量控制、机器人视觉、反求工程、CAD/CAM以及生物医学工程等方面的应用日益重要。传统的接触式测量技术存在测量时间长、需进行测头半径的补偿、不能测量弹性或脆性材料等局限性,因而不能满足现代工业发展的需要。。 光学测量是光电技术与机械测量结合的高科技。光学测量主要应用在现代工业检测。借用计算机技术,可以实现快速,准确的测量。方便记录,存储,打印,查询等等功能。 光学三维测量技术是集光、机、电和计算机技术于一体的智能化、可视化的高新技术,主要用于对物体空间外形和结构进行扫描,以得到物体的三维轮廓,获得物体表面点的三维空间坐标。随着现代检测技术的进步,特别是随着激光技术、计算机技术以及图像处理技术等高新技术的发展,三维测量技术逐步成为人们的研究重点。光学三维测量技术由于非接触、快速测量、精度高的优点在机械、汽车、航空航天等制造工业及服装、玩具、制鞋等民用工业得到广泛的应用。 2 三维测量技术方法及分类 三维测量技术是获取物体表面各点空间坐标的技术,主要包括接触式和非接触式测量两大类。如图1所示。 图1 三维测量技术分类

2.1 接触式测量 物体三维接触式测量的典型代表是坐标测量机(CMM,Coordinate Measuring Machine)。CMM是一种大型精密的三坐标测量仪器[1],它以精密机械为基础,综合应用电子、计算机、光学和数控等先进技术,能对三维复杂工件的尺寸、形状和相对位置进行高精度的测量。 三坐标测量机作为现代大型精密、综合测量仪器,有其显著的优点,包括:(1)灵活性强,可实现空间坐标点测量,方便地测量各种零件的三维轮廓尺寸及位置参数;(2)测量精度高且可靠;(3)可方便地进行数字运算与程序控制,有很高的智能化程度。 早期的坐标测量机大多使用固定刚性测头,它最为简单,缺点也很多[2]。主要为(1)测量时操作人员凭手的感觉来保证测头与工件的接触压力,这往往因人而异且与读数之间很难定量描述;(2)刚性测头为非反馈型测头,不能用于数控坐标测量机上;(3)必须对测头半径进行三维补偿才能得到真实的实物表面数据。针对上述缺陷,人们陆续开发出各种电感式、电容式反馈型微位移测头,解决了数控坐标测量机自动测量的难题,但测量时测头与被测物之间仍存在一定的接触压力,对柔软物体的测量必然导致测量误差。另外测头半径三维补偿问题依然存在。三维测头的出现可以相对容易地解决测头半径三维补偿的难题,但三维测头仍存在接触压力,对不可触及的表面(如软表面,精密的光滑表面等)无法测量,而且测头的扫描速度受到机械限制,测量效率很低,不适合大范围测量。 2.2 非接触式测量 非接触式测量技术是随着近年来光学和电子元件的广泛应用而发展起来的,其测量基于光学原理,具有高效率、无破坏性、工作距离大等特点,可以对物体进行静态或动态的测量。此类技术应用在产品质量检测和工艺控制中,可大大节约生产成本,缩短产品的研制周期,大大提高产品的质量,因而倍受人们的青睐。随着各种高性能器件如半导体激光器LD、电荷耦合器件CCD、CMOS图像传感器和位置敏感传感器PSD等的出现,新型三维传感器不断出现,其性能也大幅度提高,光学非接触测量技术得到迅猛的发展。 非接触式三维测量不需要与待测物体接触,可以远距离非破坏性地对待测物体进行测量。其中,光学非接触式测量是非接触式测量中主要采用的方法。 3 光学非接触式三维测量的概述 光学非接触式三维测量技术根据获取三维信息的基本方法可分为两大类:被动式与主动式。如图2所示[3]。 主动式是利用特殊的受控光源(称为主动光源)照射被测物,根据主动光源的已知结构信息(几何的、物体的、光学的)获取景物的三维信息。被动式是在自然光(包括室内可控照明光)条件下,通过摄像机等光学传感器摄取的二维灰度图像获取物体的三维信息。

三维前沿倾斜摄影建模高级技术培训指南

三维前沿倾斜摄影建模高级技术培训指南 01 | 指南概况 倾斜摄影建模高级技术培训指南对于希望从事于本行业的学员具有基础性、可操作性的指导意义,通过提高学员对倾斜三维建模全关联软硬件技术的认识度与掌握度,并深度结合对当前最前沿的行业技术的动态分析,才能在实际项目建设过程中选着最经济、有效、合理的实施方案,并且能够对过程质量控制及意外情况的处理具有较全面的把控能力。 指南大纲

1、学习导入数据、创建、分割、提取、合并、和导出 区 块; 2、学习地方坐标系统设置,像控点与连接点的编辑; 3、学习空三运算的原理和参数讲解; 4 、 ContextCapture Engine 进行空三加密及集群运算; 5、水面约束、轴约束的使用,三维模型重建与优化; 6、三维激光点云建模,及点云、照片联合建模; 7、S3CComposer 合并 OSG 、B S3C 等三维模型成果; 8、大面积倾斜摄影项目实施全流程经验分享; 9 、关于 ContextCapture 使用过程各种疑难杂症的分 析,包括空三质量分析,空三交叉混乱、空三失败、模 型重建失败的原因分析和解决办法; 10、倾斜摄影技术 领域最强大的空三软件 Mirauge3D 系 统培训。对于带状、高程落差大、弱纹理、多架次数据 融合颜色差异大和多则 11 万张照片的大数据工程, Mirauge3D 都是一 次性通 过,而 且空 三可 以导入 ContextCapture ; 11、 Photoscan 、PixdMapper 在正摄影像建图、三维建 模全部流程。 实景三维模型修饰和 单体化建模 Geomagic 、 Photoshop 修饰实景三维模型,包括地面 / 水面 / 路面平整、墙体拉直、补洞、纹理修饰。 实景三维建模成果后 期展示与应用 倾斜摄影测量在国土测绘、 路桥隧施工设计、 旅游景区 规划设计、水利行业、电力、矿产资源等行业的应用。 02 | 技术指南分享情况 1 讨论会合影留念 第二 ~四 天 ContextCapture 、Phot oScan 、Mirauge3D 、大 疆智图使用全流程介 绍

一种点位式三维坐标视觉测量系统

一种点位式三维坐标视觉测量系统 黄风山%#&#刘书桂%#彭凯% !%6天津大学精密测量技术与仪器国家重点实验室#天津-555,&$ &6河北科技大学机械电子工程学院#石家庄5’55’#" 摘要!利用摄像机测量方向和激光测距仪测距精度较高的优势)提出了一种基于摄像机和激光测距仪的点位式视觉三维坐标测量系统)给出了系统的组成和测量原理)建立了系统模型)推导出了被测点三维坐标的求解公式)并对系统测量的稳定性进行了实验测试,结果表明)本系统的测量精度较高)且系统模型及其求解都比较简单, 关键词!点位式*三维坐标测量*视觉*激光测距仪 中图分类号!*+,##6-77文献标识码!T77文章编号!%55%$-00%"&55/#’$%#%$- &A=F>E$Q U$<=F>E-:#==@B F>JE H?V F?F=>6H J?C@F>G+U?E H S +U T"RS A>@F2E>%)&)M Q UJ2O@OC%)3I"RL E C% !%6JG E G A L A;M E D.A E F OB C>@*A:2><\<@;E>W Q>F G B O=A>G)*C E>9C>U>C Z A B F C G;) *C E>9C>-555,&)!2C>E*&6*2A.A:2E>C:E\E>W I\A:G B<>C:I>@C>A A B C>@!<\\A@A) +A DA C U>C Z A B F C G;:A E>W*A:2><\<@;)J2C9C E12OE>@5’55’#)!2C>E" &Q?E@JD E&U F C>@G2A2C@2YB A:C F C<>@WC B A:G C<>E>W G2A\E F A B B E>@A N C>WA B+F B A@C F G A B C>@WC F G E>:A)E YG $D;$YG-P:<E G A F Z C F C<>=A E F OB C>@F;F G A=:<=DC>A W!!P:E=A B E F8C G2\E F A B B E>@A N C>WA B F8E F YB A F A>G A W)G2A F;F G A=+F:<=] Y<>A>G F E>W C G F=A E F OB C>@YB C>:C Y\A8A B A@C Z A>)G2A F;F G A==E\;G C:G2B A A WC=A>F C<>:<E G A F A dOE G C<>FG8E F WA B C Z A W E>W G2A F;F G A=+F=A E F OB C>@F G E DC\C G;8E F G A F G A W6‘A F O\G F2<8F G2A F;F G A=2E F2C@2=A E F OB A=A>G YB A:C F C<>) C G F=W A E F C\;F<\Z A W6 W H UX=@B?&3G$D;$YG*-P:<E G A F=A E F OB A=A>G*[C F C<>*M E F A B B E>@A N C>WA B 77空间三维坐标的测量可使用基于视频摄像机的视觉测量法和激光测距法)这两种测量方法各有优缺点, 基于摄像机的视觉坐标测量法的主要优点是可直接测量空间点的方向)精度较高)而在求解被测点坐标的过程中往往需要确定各被测特征点到摄像机透视中心的距离)由于摄像机不能直接测量距离)只能由测到的方向和其它已知条件来计算)这样就会由于误差的传递(放大和累积使得计算出的距离精度较低)从而影响系统最终的测量精度,另外)一般情况下还必须通过一定的方法来解决测量结果的多解问题)这样会影响测量的效率,而激光测距仪由于采用光学方法测量距离)所以其测量距离的精度很高)但其方向测量是通过反射镜旋转的角度来计算的)因而精度较低)最终导致其测量空间坐标的精度也较低,鉴于摄像机和激光测距仪各自的优缺点)本文提出的测量系统利用摄像机测量各光反射单元!被测特征点"的方向)采用激光测距仪测量某一光反射单元和测距仪之间的距离)再通过一定的算法求解各光反射单元点的空间坐标,这样一来就充分利用了摄像机和激光测距仪各自的优势而避开了各自的弱势)使测得的方向和距离精度都比较高)从而提高了被测点空间坐标的测量精度, 98系统组成 测量系统的构成如图%所示)主要由%架摄像机&*其上装有闪光灯-)在测量时)打开闪光灯照亮光笔上的光反射点)这样摄像机就能摄取这些光反射点的像了*%台激光测距仪#)激光测距仪相对于摄像机有确定的方向和位置关系)其内有激光发生器(距离与方向传感器’和可由马达控制转动的反光镜/ !用以将激光束发射到合适的方向"*计算机%*光笔,)包括笔体,)#个光反射点0i%%)转接调节器%&)接触头%-用以和被测点相接触,光反射点最少为-个)光反射点的位置要根据激光测距仪的类型来进行设计)所有光反射点和接触点%-在固定于光笔上的坐标系中都有确定的坐标)即各自之间的距离和方位已知,%’为被测对象, :8测量原理 在图%中)X为摄像机透镜的焦点!光学透视中心")X % 为激光测距仪反光镜的旋转中心即激光测距仪的基准点)光笔上的光反射特征点取为#个,测量时打开摄像机上的闪光灯)摄像机摄取光笔上#个光反射点的像并根据光反射点的像在像平面上的坐标求解出光反射点%%在摄像机坐标系中的方向,然后计算机根据此方向信息控制反光镜/旋转合适的角度)以使激光束比较准确地打到光反射点%%上)进而由激光测距仪比较精确地测出光反射点%%到激光测距仪的距离)根据测得的方向和距离通过一定的算法求解#个光反射点在摄像机坐标系中的三维坐标)再根据#个光反射点分别和接触点%-之间的距离为已知 ’ ,0, ’ &机床与液压’&55/6"<6’ 万方数据

倾斜摄影测量自动建模真三维技术

一次下载,一次载入内存,纹理不需要解压缩直接载入显存,带来的好处是:载入快;占用显存少,可以使得更多的纹理驻留显存。 大数据量承载力 SuperMap三维产品充分利用了倾斜摄影建模数据的LOD结构,非常好的支持了海量的倾斜摄影建模数据,而且可以在长时间浏览后,性能依然流畅,资源占用情况依然非常好。 SuperMap的三维产品,拿到数据生产单位进行了大数据量承载力以及稳定性的测试。240G的倾斜摄影建模数据,测试性能流畅,资源占用少,长时间浏览后,资源占用情况依然非常好。 稳定性测试方面,公司内部进行了7*24小时的稳定性测试,包括桌面、组件、三维客户端(IE 、Chrome等浏览器)等产品,长时间飞行浏览后,帧率没有明显降低,GPU占用率没有明显上升,内存占用情况没有明显上升。 二三维一体化技术 倾斜摄影建模数据是切片数据,没有实现单体化,需要依靠模型的矢量底面实现单体化。通常矢量面通过模板阴影体技术贴附在模型表面,实现模型高亮。通过矢量底面,可以实现选择高亮倾斜摄影建模数据,也可以显示单体模型的属性信息。

倾斜摄影建模数据的矢量底面数据可以制作专题图,包括单值专题图、统计专题图等等,矢量面可以贴附在模型表面,实现模型数据的分类表示。在此基础上实现二三维一体化的专题图。 依靠SuperMap对二维功能的强大支持,矢量面的buffer分析、Query查询分析等等分析功能都可以应用到倾斜摄影建模数据,实现二三维一体化的分析。 另外,可以使用矢量面,修改倾斜摄影建模数据的高程,压平模型数据,置换成用户的规划模型数据,实现规划模型和现实的对比等业务。 全产品体系支持 SuperMap三维产品技术体系,包括组件、桌面、三维客户端、服务器端、移动端整个产品体系都支持倾斜摄影建模数据。

倾斜摄影测量在三维建模中的应用

毕业设计 题目:倾斜摄影测量在三维建模中的应用学院:测绘工程学院 专业:测绘工程 姓名:原一哲 学号: 061410150 指导老师:李军杰 完成时间:2014年5月25日

摘要 机载倾斜摄影测量系统是对常规摄影测量系统的改进和发展,它能够获取常规摄影无法得到的地物立面的纹理信息和几何信息,在数字城市构建中具有重要的意义。本文应用机载倾斜摄影数据进行了三维建模和单斜片测量的应用研究与实验,初步实验表明:倾斜摄影数据应用三维建模单斜片测量是可行的并且具有较好的应用前景。 关键词:倾斜摄影测量,三维建模,单斜片测量

Abstract Airborne oblique photogrammetric system is the improvement of the traditional photogrammetric system ,which can get the facade texture and geometry information that cannot be obtained by conventional photography ,and it is of great significance in the construction of digital city .In this paper,the airborne oblique photogrammetry data were used for three dimensional modeling and single-oblique photo measure.Preliminary experiments showed the good application prospects. Key words:oblique photogrammetry ;three dimensional modeling;single-oblique photo measure.

光学三维测量技术与应用

光学三维测量技术 1. 引言 人类观察到的世界是一个三维世界, 尽可能准确和完备地获取客观世界的三维信息才能尽可能准确和完备地刻画和再现客观世界。对三维信息的获取和处理技术体现了人类对客观世界的把握能力,因而从某种程度上来说它是体现人类智慧的一个重要标志。 近年来, 计算机技术的飞速发展推动了三维数字化技术的逐步成熟, 三维数字化信息获取与处理技术以各种不同的风貌与特色进入到各个不同领域之中 [1]:在工业界, 它已成为设计进程中的一环, 凡产品设计、模具开发等, 无一不与三维数字化测量有着紧密的结合; 虚拟现实技术需要大量景物的三维彩色模型数据, 以用于国防、模拟训练、科学试验; 大量应用的三坐标测量机和医学上广泛应用的 CT 机和 MRI 核磁共振仪器,也属于三维数字化技术的典型应用;文化艺术数字化保存(意大利的古代铜像数字化、中国的古代佛像数字化、古文物数字化保存、 3D 动画的模型建构(电影如侏罗纪公园、太空战士、医学研究中的牙齿、骨头扫描, 甚至人类学的考古研究等, 都可运用三维扫描仪快速地将模型扫描、建构; 而随着宽频与计算机速度的提升, Web 3D的网络虚拟世界将更为普及,更带动了三维数字化扫描技术推广到商品的电子商务、产品简报、电玩动画等, 这一切都表明未来的世界是三维的世界。 目前, 有很多种方法可用来获取目标物体的三维形状数据, 光学三维测量技术(Optiacl Three-dimensional Measurement Techniques因为其“非接触”与“全场”的特点,是目前工程应用中最有发展前途的三维数据采集方法。光学三维测量技术是二十世纪科学技术飞速发展所催生的丰富多彩的诸多实用技术之一, 它是以现代光学为基础, 融光电子学、计算机图像处理、图形学、信号处理等科学技术为一体的现代测量技术。它把光学图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用, 其目的是从图像中提取有用的信号, 完成三维实体模型的重构 [2]。随着激光技术、精密计量光栅制造技术、计算机技术以及图像处理等高新技术的发展, 以及不断推出的高

三维倾斜摄影测量应用系统实现

三维倾斜摄影测量应用系统实现 发表时间:2018-08-10T15:46:09.997Z 来源:《科技中国》2018年5期作者:张正军 [导读] 摘要目前用户对三维地图显示的需求越来越高,ArcGIS发布的4.x版本API添加了对三维地图的支持, 同时倾斜摄影测量作为一项新兴的遥感技术,近年得到快速发展,倾斜摄影测量三维快速建模已经成为一项成熟的技术应用到实际生产中, 摘要目前用户对三维地图显示的需求越来越高,ArcGIS发布的4.x版本API添加了对三维地图的支持, 同时倾斜摄影测量作为一项新兴的遥感技术,近年得到快速发展,倾斜摄影测量三维快速建模已经成为一项成熟的技术应用到实际生产中,该研究结合了ArcGIS API技术和倾斜摄影测量技术,开发了一套秦皇岛市区内的三维显示系统,基于该系统可以做通视分析、剖面分析和淹没分析,倾斜摄影测量技术的应用使得系统更加富有立体性和真实性. 关键词倾斜摄影测量 ArcGIS WebGIS 数字城市 1 引言 数字城市是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带,运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、遥测、仿真-虚拟等技术,对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述,即利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化虚拟实现。人类生产生活的信息80%与空间相关,随着计算机技术、互联网技术、仿真虚拟、测绘与地理信息等技术的发展,空间信息逐步由二维转向三维发展。 2 数据准备 2.1 倾斜摄影测量简介 倾斜摄影测量技术是国际测绘领域近年来发展起来的一项高新技术。它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限性,通过在同一飞行平台上搭载多个传感器,同时从前方、后方、左侧、右侧、垂直五个不同的角度采集影像数据,依据摄影测量原理进行三维建模,将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。由于倾斜摄影测量,周期短、省人力、高度还原真实世界等特点,现在已应用到非常多的行业中,包括智慧城市、城市规划、房地产、能源等等。 2.1 数据获取 倾斜摄影三维数字城市建模项目获取的区域为河北省秦皇岛市主城区,建模范围与1.5平方公里。东西宽约1245.30米,南北长约1266.3米,项目于2016年12月份用RCD30相机多视角航空照相机系统,以倾斜摄影测量技术手段获取了一个垂直、4个倾斜镜头,总计6条航线和48曝光点,获取240张真彩色航空像片。获取数据由专门处理人员对数据进行处理,最终生成OSGB格式数据。 2.1 服务发布 2.1.1 格式转换 随着倾斜摄影技术的发展,大家在工作中经常接触到各种类型的倾斜摄影模型,比如OSGB、dae、obj、spk(Esri)等。Esri采用的spk i3s标准(Indexed 3D Scene),是Esri推出的开放标准。I3S标准作为开放的标准已经得到了市面上主流的倾斜摄影测量建模软件的支持,如Bentley的 ContextCapture(国内简称为Smart 3D)、Pix4D、Vricon,这些软件均支持基于I3S标准的数据格式SPK的导出,生成的SPK格式的模型可通过ArcGIS Pro上传到Portal上并发布成三维服务。 目前,ArcMap和ArcGIS Pro不能直接打开OSGB的数据,需要使用数据互操作模块将OSGB转换为multipatch(多面体),之后发布服务。数据生产人员发布出的数据是OSGB格式,需要转换为ArcGIS支持发布的spk格式。 2.1.2 数据发布 地图数据采用地图服务方式为客户端提供数据支持,通过SDE为ArcGIS Server注册托管Oracle数据库,ArcGIS Pro发布的数据都会在托管数据库中存储。ArcGIS Pro发布服务只能通过ArcGIS Portal发布,所以还需要把ArcGIS Portal和和ArcGIS Server注册为联合服务器,注册过程中需要用到ArcGIS Adaptor进行联合配置。在ArcGIS Pro中直接将多面体加载到场景中,右键场景图层,点击share as web layer,然后根据参考文档进行操作即可发布场景服务。发布完成后可在ArcGIS portal中浏览查看发布的服务。 由于倾斜摄影测量数据通常较大,通常会把数据做切片处理以便用户快速浏览查看地图,地图缓存技术也称作”瓦片技术”,所谓地图缓存技术,就是按照一定的数学规则把地图切成一定规格的图片保存到计算机硬盘里,当用户通过客户端浏览器访问地图服务时,服务器质检访问当前地图坐标区域所对应的“瓦片”,从而达到降低服务器负担,提升地图浏览速度的结果。地图缓存技术一般针对相对稳定的数据,因为地图切为瓦片以后,以图片的形式存在,对数据的变化不能及时的反应,这就是地图缓存技术的不足之处,要想地图的变化得

基于Smart3D的倾斜摄影测量技术研究

基于Smart3D的倾斜摄影测量技术研究 随着无人机摄影测量技术的迅速发展,基于倾斜摄影测量的三维模型的构建在智能城市和其他领域中发挥着巨大的作用。倾斜摄影测量由五个摄像机系统拍摄,其可以同时获取特征的多个角度的图像并且在特征的侧面获得精细的纹理信息。使用摄影测量软件处理所获取的多角度图像最终可以生成具有真实纹理信息的真实3D模型,其广泛用于国民经济的各个领域。无人机搭载五镜头倾斜相机,采集区域影像,用Smart3D软件进行空中三角测量和三维建模,用实测检查点分析模型精度。利用Smart3D对倾斜摄影测量影像进行三维建模是可行的,精度非常高。 标签:Smart3D;倾斜摄影测量;无人机;三维建模 无人机倾斜攝影测量技术的优势: 1、无人机的飞行高度是真实的,可以更好地靠近真实物体,从而传递更多小组位置从不同角度捕获和测量数据信息; 2、在几个相邻图像之间重叠概率更高,并且可以更准确地表达地理信息元素; 3、减少人为干扰的可能性能力,自动匹配构造的全过程,完全由计算机控制; 4、现实模式该类型的纹理清晰可见。以前的摄影只能获得物体顶层的纹理图案。当然呈现其侧面的纹理,倾斜摄影测量可以反映真实对象的侧面纹理。 5、低成本,无人机倾斜摄影测量技术在信息收集3D模型在生产过程中具有更高的效率,这实质上减少了金钱和人力消费成本。 3D建模是倾斜摄影的首要任务,模型的质量,形状等将会影响后期使用的结果。通过无人机倾斜摄影测量后,可以获得调查区域的最原始的地理数据信息。很可能在拍摄过程中受光,风和拍摄角度的干扰,原始数据颜色饱和等稍微有所缺陷。因此必须将其进行统一的处理,通过各种技术手法技术手法高科技不明顺将其进行还原,并由专人进行检查,从而得到最为真实的、全面的三维立体模型。 现如今三维建模已经是无人机倾斜摄影测量技术的重中之重,模型的质量、造型都会直接影响后期的使用结果。无人机倾斜摄影测量可以通过影象拍摄获取最原始的地理信息数据,但是在拍摄过程中很可能受到温度、光线、风力等因素的影响,使原始数据的色彩饱和度发生改变,因此需要通过一些建模软件对数据进行处理。传统的三维建模使用的是3DMax、Auto cad等建模软件,虽然这些建模软件可以对影像数据、CAD平面图、拍摄的图片等进行建模,以此来估算建筑物的大致轮廓和高度等参数,但是这些软件制作的模型数据精度比较低,建