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3D成像方法汇总（原理解析）---双目视觉、激光三角、结构光、ToF、光场、全息3D成像方法汇总介绍：这里要介绍的是真正的3D成像，得到物体三维的图形，是立体的图像。
而不是利用人眼视觉差异的特点，错误感知到的假三维信息。
原理上分类：主要常用有：1、双目立体视觉法(Stereo Vision)2、激光三角法(Laser triangulation)3、结构光3D成像(Structured light 3D imaging)4、飞行时间法ToF（Time of flight）5、光场成像法（Light field of imaging）6、全息投影技术(Front-projected holographic display)7、补充：戳穿假全息上面原理之间可能会有交叉。
而激光雷达不是3D成像原理上的一个分类，而是一种具体方法。
激光雷达的3D成像原理有：三角测距法、飞行时间T oF法等。
激光雷达按照实现方式分类有：机械式、混合固态、基于光学相控阵固态、基于MEMS式混合固态、基于FLASH式固态等。
1、双目立体视觉法：就和人的两个眼睛一样，各种两个摄像头的手机大都会用这种方法来获得深度信息，从而得到三维图像。
但深度受到两个摄像头之间距离的限制。
视差图：双目立体视觉融合两只眼睛获得的图像并观察它们之间的差别，使我们可以获得明显的深度感，建立特征间的对应关系，将同一空间物理点在不同图像中的映像点对应起来，这个差别，我们称作视差(Disparity)图像。
对于视差的理解可以自己体验一下：将手指头放在离眼睛不同距离的位置，并轮换睁、闭左右眼，可以发现手指在不同距离的位置，视觉差也不同，且距离越近，视差越大。
提到视差图，就有深度图，深度图像也叫距离影像，是指将从图像采集器到场景中各点的距离（深度）值作为像素值的图像。
深度图与点云的区别，点云：当一束激光照射到物体表面时，所反射的激光会携带方位、距离等信息。
若将激光束按照某种轨迹进行扫描，便会边扫描边记录到反射的激光点信息，由于扫描极为精细，则能够得到大量的激光点，因而就可形成激光点云。
线结构光三维测量原理线结构光三维测量是一种常用的三维形貌获取技术，通过投射一束具有特定结构的光线，利用物体表面对光线的反射或者散射来获取物体表面的三维形状信息。
这种技术广泛应用于工业制造、医学影像、文物保护等领域，在提高生产效率、保护文物、医学诊断等方面发挥着重要作用。
线结构光三维测量的原理是利用光学投影原理，通过投射一束特定结构的光线（如条纹、格网等），使得物体表面在不同位置产生不同的反射或散射效果。
通过相机捕获物体表面的反射或散射图像，并通过图像处理算法进行分析，从而得到物体表面的三维形状信息。
在进行线结构光三维测量时，首先需要确定光源、相机和物体之间的相对位置关系，确保光线能够正确照射到物体表面并被相机捕获到。
然后，通过控制光源的投射角度和结构，使得物体表面产生清晰的反射或散射效果，以便后续的图像处理分析。
在图像处理方面，通常会采用相位解析技术来获取物体表面的高度信息。
通过对捕获到的图像进行相位差分分析，可以得到物体表面在不同位置的相位信息，进而计算出物体表面的三维坐标信息。
这种相位解析技术能够实现高精度的三维形貌测量，广泛应用于工业制造领域。
除了相位解析技术外，还有基于深度学习的图像处理算法在线结构光三维测量中得到了广泛应用。
通过训练神经网络模型，可以实现对复杂物体表面的三维形状信息的准确提取，进一步提高了测量的精度和效率。
总的来说，线结构光三维测量是一种基于光学原理和图像处理技术的高效三维形貌获取方法。
它在工业制造、医学影像、文物保护等领域发挥着重要作用，为相关领域的发展提供了有力支持。
随着图像处理技术的不断发展和创新，线结构光三维测量技术将会更加普及和应用，为人类社会的发展带来更多的便利和进步。
3d结构光原理3D结构光原理。
3D结构光是一种用于获取三维物体表面形状的技术，它通过投射特殊编码的光斑到物体表面，再通过相机捕捉这些光斑的畸变，从而计算出物体表面的三维坐标信息。
这种技术在工业、医疗、文化遗产保护等领域有着广泛的应用前景。
本文将介绍3D结构光的原理及其应用。
首先，让我们来了解一下3D结构光的原理。
在进行3D结构光扫描时，首先需要使用一种激光光源，这种光源通常是一种特殊的投影仪。
投影仪会将特殊编码的光斑投射到待测物体表面上。
这些光斑可以是条纹、格点或其他特殊编码的形状。
当这些光斑照射到物体表面时，由于物体表面的形状不同，光斑在物体表面上会发生畸变。
接下来，通过相机捕捉这些畸变的光斑图案，并通过计算机算法对这些图案进行分析，就可以得到物体表面的三维坐标信息。
3D结构光的原理简单而直观，但是在实际应用中需要考虑很多因素。
首先，激光光源的选择非常重要。
不同的光源会对扫描效果产生影响，因此需要根据具体的应用场景选择合适的光源。
其次，相机的选择也是至关重要的。
相机的分辨率、灵敏度、镜头质量等都会影响扫描的精度和速度。
此外，计算机算法的设计和优化也是3D结构光技术能否得到有效应用的关键。
只有将光斑图案准确地转换成物体表面的三维坐标信息，才能实现对物体表面的精确扫描。
除了以上提到的原理和应用，3D结构光技术还有许多其他的特点和优势。
首先，它可以实现非接触式的三维扫描，避免了传统测量方法中可能存在的接触损伤和变形。
其次，3D结构光技术可以实现快速高效的三维扫描，大大提高了生产和测量效率。
此外，由于3D结构光技术可以实现对物体表面的全息扫描，因此可以获取更加丰富的表面形状信息，适用于更多的应用场景。
综上所述，3D结构光技术是一种非常重要的三维测量技术，它通过投射特殊编码的光斑到物体表面，再通过相机捕捉这些光斑的畸变，从而计算出物体表面的三维坐标信息。
它在工业、医疗、文化遗产保护等领域有着广泛的应用前景。
3d结构光原理
3D结构光原理是一种用于三维重建和测量的技术，它利用投影仪
将特定模式的光线投射到物体表面上，并通过相机捕获反射回来的图像，从而得出物体表面形状和深度信息。
下面我们将详细介绍3D结构
光原理。
1. 投影仪在3D结构光中，投影仪是非常关键的设备之一。
它
可以产生高亮度、高对比度且具有空间编码能力的图案或者条纹等模式，并将其投射到被测物体表面上。
2. 相机相机也是必不可少的设备
之一。
它通常放置在与投影仪垂直方向上，以便捕获被测物体表面反
射回来的图像。
这些图像包含了被测物体表面形状和深度信息。
3. 光
源为了保证成像质量，在进行3D结构光实验时需要使用均匀强度、稳
定性好、色温恒定等特点较好的白色灯源作为主要光源。
4. 物体标记
为了更准确地获取被测对象表面形状和深度信息，在进行实验前需要
在被测对象上粘贴黑白条纹或其他标记材料，使得每个区域都有唯一
识别码并且容易跟踪。
5. 算法处理最后一个步骤就是算法处理。
通过
对采集到的数据进行分析处理，可以计算出每个区域所代表位置及其
深度值，并进而生成三维模型或者提取相关参数等结果输出。
总之，
3D 结构光原理基于多种设备协同工作完成目标任务：投影仪产生特殊
模式；相机拍摄反射回来图片；灯源提供足够明亮环境；被测试样品
加入黑白条纹或其他标记材料；最后通过算法处理数据达成目标结果。
计算机视觉中的结构光三维重建技术，是一种基于光影变换的三维重建方法。
与传统的3D重建技术相比，结构光三维重建技术不仅可以重建高精度、高分辨率的三维模型，还可以快速地获取物体的形状、质感和颜色等属性信息，因此被广泛应用于机器人、计算机游戏、全息投影等领域。
一、结构光三维重建技术的基本原理结构光三维重建技术是一种基于特殊光源与物体表面的相互作用，通过记录光源与物体表面之间的光影变换来实现的。
这个过程分为三个步骤：1. 光源投射：结构光重建中光源的投射比较复杂，常用的方法有投影仪和激光扫描仪等。
投影仪通常使用投影的方式对物体表面进行照明，投映出不同的光场模式。
2. 物体反射：投射在物体表面上的光被反射，被反射的光会按照物体表面几何特征形成不同的光场模式。
3. 影像采集：通过比较物体表面反射光与未经过照射的背景光，便可以计算得出物体表面的形状、纹理和颜色等信息，从而实现三维模型的重建。
二、结构光三维重建技术的应用1. 3D扫描与模型重建：利用结构光三维重建技术可以快速地获取物体表面的几何和纹理信息，从而快速地创建高精度、高分辨率的三维模型。
2. 视觉导航与定位：通过结合机器学习和计算机视觉技术，可以将结构光三维重建技术应用于无人机、智能机器人等设备，实现室内、室外场景的自主导航和定位。
3. 虚拟现实与增强现实：结构光三维重建技术可以将现实场景转化为三维模型，从而为虚拟现实和增强现实技术提供支持。
三、结构光三维重建技术的优缺点1. 优点a. 准确性高：由于通过多次照射相同的物体表面，可以在不同条件下重复计算多次的反射光，从而得到更加准确的数据。
b. 适用范围广：不仅可以重建难以被机器视觉识别的物体，如黑色、玻璃等，还可以重建不规则、复杂的物体表面，如毛绒玩具、褶皱纹理等。
c. 处理速度快：传统的3D扫描技术需要耗费大量时间和人工进行后期处理和优化，而结构光涉及面积小，无需专业人员操作，成本低、效率高。
2. 缺点a. 精度受限：由于光线的折射、反射等因素的影响，结构光三维重建技术的精度还需要继续提高。
结构光三维测量技术是一种集光、机、电和计算机技术于一体的立体视觉测量技术，主要用于对物体空间外形、结构和色彩的扫描，从而获得物体表面三维数据。
结构光三维测量系统的核心部分包括图像采集、相机标定、特征提取、立体匹配和三维点云计算和处理系统。
其中，光源经过投射系统将光栅条纹投射到被测物体上，经过被测物体形面调制形成测量条纹，由相机采集测量条纹图像，进行解码和相位计算，最后利用外极线约束准则和立体视觉技术获得测量曲面的三维数据。
这种技术的意义在于能够将实物立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了技术支持。
特别是在文化遗产数字化保护、医疗三维影像、安全监控等领域，结构光三维测量技术都发挥着重要作用。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅结构光三维测量技术的专业书籍或咨询专业人士。
3d结构光原理3D结构光原理。
3D结构光是一种通过投射光线来获取物体表面三维信息的技术。
它利用光的投影和变形来实现对物体表面的三维扫描，是一种常用于三维建模和数字化重建的技术手段。
在3D打印、虚拟现实、医学影像等领域，3D结构光技术都有着广泛的应用。
3D结构光的原理是利用投射器将编码的光投射到目标物体表面，然后通过相机或传感器捕捉被投射光线的反射或变形信息，最终计算出物体表面的三维坐标信息。
在这个过程中，编码的光通常是由特殊的图案或格纹组成，这些图案或格纹可以提供给相机或传感器一些参考信息，帮助计算出物体表面的精确三维坐标。
3D结构光技术的实现通常需要以下几个关键步骤，首先是光源的选择和投射器的设计，光源的选择需要考虑光的亮度和稳定性，投射器的设计需要考虑如何将编码的光准确地投射到目标物体表面。
其次是相机或传感器的选择和校准，相机或传感器的选择需要考虑其对光线反射或变形的捕捉能力，校准则是为了保证捕捉到的信息能够准确地反映物体表面的真实形状。
最后是数据处理和重建，通过对捕捉到的光线信息进行处理和计算，最终可以得到物体表面的三维坐标信息，从而实现对物体的三维重建。
3D结构光技术的优势在于其快速、高精度的特点，可以实现对复杂物体表面的精确扫描和重建。
在工业制造中，可以用于产品设计和质量检测；在医学影像中，可以用于人体器官的三维重建和手术模拟；在虚拟现实中，可以用于虚拟场景的建模和渲染。
随着技术的不断进步，3D结构光技术在各个领域的应用也将会更加广泛。
总的来说，3D结构光技术是一种重要的三维信息获取手段，其原理简单清晰，应用广泛多样。
随着科技的不断发展，相信3D结构光技术也会在未来发展出更多的应用场景，为人们的生活和工作带来更多的便利和惊喜。
结构光3D扫描原理总结可移动式结构光三维扫描技术常见的可移动式三维扫描技术可以通过空间结构光编码、视频和激光等技术方案实现结构光编码方法中只有空间编码可以实现可移动式三维扫描,但精度和分辨率不够高;基于视频方式易于实现,约束条件少,但获取的三维信息有限,多适用于建筑物等大型场景,对于小物体细节刻画的效果不够好。
激光三维扫描仪是较理想的解决方案,但高昂的价格制约了其普及的程度。
由于扫描仪视角范围的原因,大部分系统都是只产生了物体某一部分的三维模型。
获得完整模型通常需要旋转物体或者旋转扫描仪,做多次扫描。
得到多个视角的三维模型后,再通过RapidForm等第三方软件实现多视角模型的配准,得到完整的模型。
这样的处理很费时,自动化程度低。
基于时间一空间混合结构光编码方法的可移动式三维模型获取技术。
该技术结合了时间编码在精度上的优势和空间编码在处理动态物体扫描上的优势,给出了亚像素级别的解码算法,并利用三角测距法从不同角度获得物体的三维模型。
研究了多角度模型的ICP配准技术。
该技术将第二部分获得的多角度模型通过ICP配准算法快速自动拼接成完整的模型并进行渲染。
空间结构光编码技术对投影出的结构光做编码,然后采集图像进行解码,结合事先标定好的设备内外参数通过三角测距法获得物体的三维信息。
视频相关技术利用视频中包含的图像序列的特点以及被扫描物体本身的特性获得三维模型,多用于建筑物等场景的三维信息获取。
激光三维扫描技术利用激光发射和反射的时间差来计算物体的深度信息,结果精确,生成模型的速度较快。
存在的问题：首先,存在技术和成本上的挑战。
空间结构光编码方法精度和分辨率不够高,且要求物体表面结构不能有太多突变,否则会引起严重的遮挡,造成解码错误;基于视频的方法获取的三维信息有限,多适用于建筑物等大型场景,对于小物体细节刻画的效果不够好。
激光扫描仪是目前比较理想的解决方案,速度快精度高,但高昂的价格制约了其普及的程度。
