三維影像儀中影像測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)解析

牛濤

摘 要：影像測(cè)量?jī)x是當(dāng)今最前沿的光學(xué)尺寸測(cè)量?jī)x器，它有著非接觸、可靠性高、高速便捷等特點(diǎn)。相對(duì)而言，現(xiàn)階段的航空計(jì)量檢測(cè)，需要在精度、長(zhǎng)度幾何計(jì)量檢測(cè)等方面，獲得更大的提升，以此來(lái)搜集到較多的數(shù)據(jù)，提高工作的整體水平。三維影像儀作為目前比較重要的影像測(cè)量?jī)x器，自身所具有的技術(shù)內(nèi)容比較豐富。良好的運(yùn)用其中的影像測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)于三坐標(biāo)測(cè)量的應(yīng)用、影像儀測(cè)量的應(yīng)用、計(jì)量檢測(cè)技術(shù)等等，均具有較大的積極作用。今后，應(yīng)對(duì)三維影像測(cè)量?jī)x中的關(guān)鍵技術(shù)，展開(kāi)深入的分析，健全技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)測(cè)量水平的提升。

關(guān)鍵詞：三維影像儀；測(cè)量；關(guān)鍵技術(shù)

影像測(cè)量技術(shù)，主要是一門(mén)以現(xiàn)代光學(xué)為基礎(chǔ)，將計(jì)算機(jī)圖像圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、信息處理等等，有效的融為一體后，進(jìn)行空間幾何運(yùn)算的先進(jìn)測(cè)量技術(shù)。從客觀的角度來(lái)分析，利用三維影像儀，在具體的影像測(cè)量工作中，可獲得較多的數(shù)據(jù)和信息，測(cè)量的精度和水平，均獲得了顯著的提升。但是，在現(xiàn)實(shí)工作中，僅僅依靠三維影像儀，并不能完成較多的工作，而是要將其中的影像測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)體系的健全，將其中的關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)用到更多的測(cè)量工作和儀器中，實(shí)現(xiàn)整體的進(jìn)步。在此，本文主要對(duì)三維影像儀中影像測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)討論。

1 概述

1.1 三維影像儀的系統(tǒng)構(gòu)成

對(duì)于三維影像儀而言，很多人并不是特別的陌生，該儀器在使用過(guò)程中非常方便，但為了能夠更好的分析影像測(cè)量中的關(guān)鍵技術(shù)，我們應(yīng)該在系統(tǒng)構(gòu)成方面進(jìn)行深入的研究和分析。從理論上看，三維影像儀也被稱(chēng)之為“非接觸式三維光學(xué)測(cè)量?jī)x”，該儀器在具體的工作中，主要是為了更好的測(cè)量三維幾何尺寸，同時(shí)測(cè)量行位的公差，是一種高精度的測(cè)量?jī)x器。在系統(tǒng)組成方面，三維影像儀的構(gòu)成內(nèi)容是比較多的，包括光源照明系統(tǒng)、光學(xué)成像系統(tǒng)、機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)等等，每一個(gè)系統(tǒng)既是獨(dú)立存在的，同時(shí)又與其他的部分相互配合，以此來(lái)完成數(shù)據(jù)的采集和影像測(cè)量工作。例如，光源照明系統(tǒng)，其主要是通過(guò)LED光源以及光源控制器共同組成的，完成光源的有效把控。在光學(xué)成像系統(tǒng)方面，考慮到不同的環(huán)境所帶來(lái)的影像，選擇物鏡、電動(dòng)變焦鏡頭等等組成，避免因環(huán)境變化，無(wú)法較好的實(shí)現(xiàn)影像測(cè)量。

1.2 三維影像儀的工作原理

在影像測(cè)量的工作中，如果不能較好的完成各項(xiàng)數(shù)據(jù)的快速、準(zhǔn)確測(cè)量，勢(shì)必會(huì)對(duì)后續(xù)的工作構(gòu)成比較大的影響。我們?cè)谘芯坑跋駵y(cè)量關(guān)鍵技術(shù)的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)三維影像儀的工作原理進(jìn)行分析，獲得了比較關(guān)鍵的內(nèi)容。首先，應(yīng)用三維影像儀開(kāi)展影像測(cè)量的過(guò)程中，儀器自身的硬件會(huì)有效的運(yùn)作，獲取到比較準(zhǔn)確的被測(cè)物體圖像的模擬信號(hào)。其次，在信號(hào)得到明確后，會(huì)利用數(shù)據(jù)線(xiàn)進(jìn)行傳輸工作，以此來(lái)集中在圖像采集卡上面，同時(shí)完成數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換工作。第三，將數(shù)字信號(hào)，通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)顯示成像。第四，操作人員，會(huì)利用相關(guān)的影像測(cè)量軟件，對(duì)圖像中的待測(cè)幾何特征量，進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的測(cè)量，將最終的結(jié)果進(jìn)行整理和分析。從三維影像儀的工作原理來(lái)分析，自身的特點(diǎn)和技術(shù)是比較突出的，技術(shù)操作的簡(jiǎn)潔、快速，對(duì)影像測(cè)量提供了很多的幫助。因此，可以將三維影像儀當(dāng)中的影像測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)，有效的運(yùn)用到三坐標(biāo)測(cè)量、影像儀測(cè)量、計(jì)量檢測(cè)技術(shù)、計(jì)量工作對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的指導(dǎo)提升等方面。

2 三維影像儀中影像測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)解析

現(xiàn)階段的航空計(jì)量檢測(cè)受到了社會(huì)和國(guó)家的廣泛重視，尤其是長(zhǎng)度幾何量的計(jì)量檢測(cè)工作，在很多方面都關(guān)系到工作的安全性和具體的效率。因此，在應(yīng)用三維影像儀中影像測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)的過(guò)程中，需充分考慮到各種實(shí)際情況，將技術(shù)的積極作用，有效的發(fā)揮出來(lái)，促使航空計(jì)量檢測(cè)，取得更大的進(jìn)步。

2.1 圖像配準(zhǔn)技術(shù)

目前，航空計(jì)量檢測(cè)的體系和工作水平，均得到了較大的提升，很多方面的工作，均告別了過(guò)去的錯(cuò)誤方法。通過(guò)對(duì)三維影像儀中影像測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行解析，發(fā)現(xiàn)圖像配準(zhǔn)技術(shù)，是現(xiàn)今比較需要的一種技術(shù)。將圖像配準(zhǔn)技術(shù)，有效的應(yīng)用到三坐標(biāo)測(cè)量、影像儀測(cè)量后，不僅提高了測(cè)量的精度，同時(shí)獲得的數(shù)據(jù)和信息也變得更加多樣化，整合分析后，取得的積極工作成果是值得肯定的。從客觀的角度來(lái)分析，圖像配準(zhǔn)技術(shù)，主要是對(duì)不同的時(shí)間、不同的傳感器、不同的視角等條件，獲得的兩幅圖像或者是多幅圖像，利用比較的方法以及匹配的方法，找出圖像之間的相對(duì)位置關(guān)系，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)全面的分析，為航空計(jì)量提供較多的基礎(chǔ)指導(dǎo)。以目前的工作來(lái)看，圖像配準(zhǔn)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，需要注意特征空間的選擇、相似性測(cè)度的選擇等工作。例如，特征空間是由參與配準(zhǔn)的圖像特征構(gòu)成的，好的特征可以提高配準(zhǔn)性能、降低搜索空間、減小噪聲對(duì)配準(zhǔn)算法的影響。這些特征可以是圖像本身的灰度，可以是邊緣、角點(diǎn)，也可以是不變矩、重心等。

2.2 圖像預(yù)處理技術(shù)

航空計(jì)量檢測(cè)中，尤其是長(zhǎng)度幾何量計(jì)量的檢測(cè)工作，需要對(duì)圖像進(jìn)行有效的預(yù)處理。根據(jù)現(xiàn)有的三維影像儀進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)比較關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)在于，儀器自身所具備的圖像預(yù)處理技術(shù)相對(duì)突出，該技術(shù)對(duì)計(jì)量檢測(cè)、計(jì)量工作在產(chǎn)品質(zhì)量的指導(dǎo)方面，均產(chǎn)生了較大的積極作用。同時(shí)，圖像預(yù)處理技術(shù)，在很多方面均具備較大的提升空間，可行性非常高。例如，在圖像分割方面，圖像中的區(qū)域是指相互連結(jié)的具有相似特性的一組像素。在三維影像測(cè)量?jī)x系統(tǒng)中，獲取的圖像一般在被測(cè)物體和背景上有較大的對(duì)比度，在圖像上則反映為物體和背景的灰度差異大，其圖像灰度直方圖往往呈現(xiàn)為有較為明顯的雙峰。因此系統(tǒng)采用閾值分割法就可以較好的實(shí)現(xiàn)圖像分割。由此可見(jiàn)，圖像預(yù)處理技術(shù)，其作為三維影像儀中影像測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)的重要組成部分，自身的作用比較突出，日后可進(jìn)一步加強(qiáng)該技術(shù)的研究和應(yīng)用。

3 關(guān)于三維影像儀中影像測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)的討論

三維影像儀在目前的應(yīng)用是比較廣泛的，很多工作所取得的積極成果也是有目共睹的。但是，在航空計(jì)量的相關(guān)工作中，永遠(yuǎn)都需要更高的精度、更廣闊的范圍、更多的信息。為此，在今后的研究當(dāng)中，還需要對(duì)三維影像儀中影像測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)的技術(shù)類(lèi)別、技術(shù)體系、技術(shù)應(yīng)用范疇等等，進(jìn)行深入的探討。我們需要將三維影像儀中影像測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)作為基礎(chǔ)，不斷的拓展航空計(jì)量工作，以此來(lái)對(duì)信息和數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全面的分析，挖掘出潛在的價(jià)值和內(nèi)容。值得注意的是，三維影像儀中影像測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)，在儀器本身的推動(dòng)下，技術(shù)的優(yōu)化速度較快，所以今后的研究和投入，也應(yīng)適當(dāng)?shù)脑黾印?/p>

4 結(jié)束語(yǔ)

文章對(duì)三維影像儀中影像測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)討論，從目前所獲得的工作成果來(lái)看，關(guān)鍵技術(shù)的內(nèi)容被挖掘的較多，技術(shù)應(yīng)用的范疇和深度是有待提升的。另外，我們還應(yīng)該對(duì)其他類(lèi)似儀器的關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)分析，確保技術(shù)的體系得到進(jìn)一步的健全。相信在未來(lái)的工作中，三維影像儀中影像測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)能夠創(chuàng)造出更大的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]張進(jìn)，王仲，李雅潔，等.高精度影像測(cè)量系統(tǒng)中圖像的超分辨率重建[J].光學(xué)精密工程，2011，1：168-174.

[2]賈誼，嚴(yán)波濤.運(yùn)動(dòng)影像測(cè)量方法與誤差分析[J].天津體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，2：163-166+184.

[3]鄭臣，朱目成.影像測(cè)量技術(shù)在葉尖間隙測(cè)量中的應(yīng)用[J].應(yīng)用光學(xué)，2014，5：835-840.

[4]陳曉紅，游林儒，劉少君.基于機(jī)器視覺(jué)的影像測(cè)量?jī)x自動(dòng)尋邊技術(shù)研究[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2013，2：103-106+110.

[5]王曉飛，裘祖榮，楊聰，等.基于影像測(cè)量?jī)x的試驗(yàn)篩自動(dòng)測(cè)量方法[J].數(shù)據(jù)采集與處理，2013，2：257-260.