結(jié)構(gòu)光三維掃描技術(shù)在工業(yè)內(nèi)窺鏡的應(yīng)用
內(nèi)窺鏡是拓展人類視線檢測(cè)范圍的設(shè)備，可以幫助人類檢查單純憑借視覺不可觀測(cè)的部位，而且不需要拆卸或損傷被檢對(duì)象。在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域，從最初采用透鏡組實(shí)現(xiàn)光學(xué)影像搬移的直桿內(nèi)窺鏡，到現(xiàn)在的采用CCD成像的工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡，從單純的光學(xué)設(shè)備，到光電一體的精密設(shè)備，從只能定性觀察，到觀察測(cè)量一體化，工業(yè)內(nèi)窺鏡歷經(jīng)了多次變革，吸納了先進(jìn)的成像技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、圖像處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)等，其中不乏“黑科技”。本文要介紹的是結(jié)構(gòu)光三維掃描技術(shù)在工業(yè)內(nèi)窺鏡的應(yīng)用。
什么是結(jié)構(gòu)光三維掃描技術(shù)？
結(jié)構(gòu)光三維掃描技術(shù)是一種基于特征提取來采集物體表面三維數(shù)據(jù)的技術(shù)，方便進(jìn)行輪廓重建等還原處理。其工作原理是：利用帶有光柵結(jié)構(gòu)的投射系統(tǒng)將光源發(fā)出的光、以光柵條紋的形式投射到被測(cè)物體上，由于被測(cè)物體表面的起伏或者凹凸不平的走勢(shì)，反射光被調(diào)制形成攜帶相位信息的測(cè)量條紋，由專用設(shè)備或裝置（例如相機(jī)）采集這些測(cè)量條紋圖像后，通過相位計(jì)算和立體視覺技術(shù)，獲得物體表面的三維數(shù)據(jù)（也稱三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)）。
利用結(jié)構(gòu)光三維掃描技術(shù)，在汽車制造領(lǐng)域，可以方便獲取零部件的曲面特征，為設(shè)計(jì)及改型提供便利；在模具制造領(lǐng)域，則可以利用三維模型高效實(shí)施模具的逆向設(shè)計(jì)；在文物保護(hù)方面，更是在文物復(fù)原、三維虛擬展示方面有著其他技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢(shì)。
工業(yè)內(nèi)窺鏡為什么需要結(jié)構(gòu)光三維掃描技術(shù)？
在工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測(cè)中，檢出的缺陷都存在于立體空間中，但是對(duì)于缺陷的測(cè)量往往都是在二維平面的靜態(tài)圖像中進(jìn)行的（例如傳統(tǒng)的雙物鏡測(cè)量技術(shù)），精準(zhǔn)測(cè)量的核心是正確選點(diǎn)。在被檢對(duì)象結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜或者存在多個(gè)層級(jí)的情況下（例如孔探中的多級(jí)葉片），缺陷測(cè)量的選點(diǎn)操作是有可能引入誤差的，但是這種誤差在二維平面內(nèi)是無法辨識(shí)或判斷的，此外，對(duì)于深度測(cè)量如何確定選到的是最深點(diǎn)，對(duì)于檢測(cè)人員也是一種挑戰(zhàn)。因此，需要一種能夠多方位觀察三維立體影像的技術(shù)，以輔助正確選點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)量。而結(jié)構(gòu)光三維掃描技術(shù)恰好具有這樣的能力。
結(jié)構(gòu)光三維掃描技術(shù)在工業(yè)內(nèi)窺鏡的應(yīng)用——相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)
工業(yè)內(nèi)窺鏡的發(fā)展，需要更為準(zhǔn)確、智能的測(cè)量技術(shù)，結(jié)構(gòu)光三維掃描技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，契合了內(nèi)窺鏡對(duì)測(cè)量的需求，相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。集成了這種測(cè)量技術(shù)的工業(yè)內(nèi)窺鏡，通過鏡頭上的光柵向缺陷所在的表面投射結(jié)構(gòu)光，并由探頭內(nèi)部的CCD接收反射光，然后運(yùn)用相位算法獲取缺陷所在表面的三維立體信息，并進(jìn)行表面輪廓的重構(gòu)和呈現(xiàn)。
例如：韋林MViQ工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡的單物鏡相位掃描三維立體測(cè)量功能，可以呈現(xiàn)缺陷所在表面的三維立體輪廓圖像，并允許檢測(cè)人員通過觸屏手勢(shì)旋轉(zhuǎn)輪廓圖，從而可以從不同角度觀察缺陷以及測(cè)量選點(diǎn)的情況。此外，基于三維立體數(shù)據(jù)和輪廓重建，還可以協(xié)助選取適宜的測(cè)量模式，并具備了自動(dòng)計(jì)算凹坑深度的能力，這些優(yōu)點(diǎn)不僅解決了不少測(cè)量難題，而且大幅提升了測(cè)量的精準(zhǔn)化和智能化。對(duì)于這種測(cè)量技術(shù)優(yōu)勢(shì)的詳細(xì)說明，您可以進(jìn)一步閱讀下面"相關(guān)推薦"中的文章。
以上為您介紹了結(jié)構(gòu)光三維掃描技術(shù)在工業(yè)內(nèi)窺鏡的應(yīng)用。工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，離不開設(shè)備的更新?lián)Q代，更離不開先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用，相信未來還會(huì)有更多"黑科技"助力內(nèi)窺檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。
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