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三维扫描技术的测量研究

更新时间: 2020-03-18 17:29:57  查看次数: 384    

三维扫描系统旨在高效率的完成高精度的三维数据获取工作,本研究的主要测量对象是表面纹理复杂的皮革、木板制品。其中皮革制品由于其材质复杂多样、表面纹理复杂等特点,给表面三维纹理测量的工作带来了很大的难度。为了验证本研究三维扫描系统三维数据获取的精度与稳定性,下面选取了几种不同材质的皮革进行重复性扫描。


首先,由于本研究采用的是色散共焦测量方法,不同材质的皮革样品的感光和反光性能都不同,这可能会对数据获取造成影响。为了研究本研究三维扫描系统针对不同材质的皮革样品的工作性能,分别选取了对比性较强的白色样品a和黑色样品b进行对比。其中白色皮革样品a表面纹理分布较为清晰,色泽度强,且反光较为均匀。而黑色皮革样品b表面纹理分布密集交错,纹理沟壑较深,反光不均匀。


对实验结果进行分析,可以从图中看出白色皮革a的纹理深度数据集中分布在1350-1400微米和1450-1530微米两个范围内,而深度大于1500以及小于1350的数据都是数据获取过程中不可避免的噪声数据,可以看到噪声数据的占比很小,不到总数据的千分之一。由此可见皮革样品a的三维扫描数据与真实纹理匹配度极高。而从图中可以看出,黑色皮革b的纹理深度数据集中分布在1000-1500微米,深度数据的跨度比a大,但是数据变化平滑,其中噪声数据主要出现在小于1000微米处,信噪比同样很低,保证了数据的真实性。由此可知,本研究的三维扫描系统不会因为皮革材质的不同而影响数据获取的精确度,可以完成对不同材质皮革及木板制品的三维扫描工作。


现实生产中的皮革和木板制品的表面纹理往往都复杂多样,为了研究三维扫描系统对不同材质的测量性能,选取了两种不同形状纹理的皮革样品和木板样品进行了重复性测量。其中皮革样品表面纹理呈叶片脉络形状,纹理沟壑较窄,分布密集。而木板样品表面纹理多呈条形,分布均匀且较为稀疏,纹理沟壑较宽。


从图可以看出,皮革的深度数据集中分布在1950-2250微米范围内,木板的深度数据集中分布在1800-2300范围内。两种不同材质的样品的三维扫描数据都达到了分布集中且均匀、噪声数据占比极小的要求,可以实现对表面纹理复杂的客观物体的三维数据扫描工作。由此可知,本研究的三维扫描系统不会因为表面纹理的形状和纹理分布而影响数据获取的精确度,可以完成对复杂表面纹理的三维扫描工作。