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基于三维摄影扫描技术的几何检测研究 张晓婷摘 要：随着光技术，机电技术还有计算机技术的发展，三维扫描技术也迎来了巅峰我们要了解一个物体的外形和结构，就可以利用三维扫描技术对它物体空间的外形及结构内部进行扫描以前想要做到这样是不可能的，但随着三维扫描技术的崛起，这些事情变得触手可及它最大的意义在于能够对物体的立体信息进行数据转换，因为它能直接扫描物体模型，得到它的长宽高等一系列数据不止这些规则的物体，还有一些几何物体，通过三维扫描技术，就可以轻而易举的得到这些数据关键词：三维扫描;几何模型;数据分析一、三维摄影扫描技术国内外研究现状三维摄影扫描技术的研究在全世界已十分广泛在美国，瑞士，法国，加拿大，奥地利，英国等发达国家，有几十家高新技术公司正在对三维摄影扫描技术测量进行研究同时也已经形成了很多新兴产业，并且有了较大规模这些产业在测量精度，速度测绘作业等方面已经取得了很高的成就随着科技的不断发展，三维摄影扫描技术也越来越成熟，在国内也运用广泛在一些塌方事故中，专家们要对塌方的土方量，体积和地形的变化要进行测量，这时候三维摄影扫描技术就派上了用场在文物考古领域，专家们用三维摄影扫描技术对文物进行扫描，测量文物的数据，然后上传到计算机上面，进行备案，为之后的工作产生了极大的便利。

来自斯坦福大学和华盛顿大学的三十个学生，曾经利用三维摄影扫描技术对米开朗琪罗的大卫雕像进行测量，他们拍摄了三千多张照片，歷时一百工时，才完成了这项浩大的工程三维摄影扫描技术能够对物体的三维模型，在计算机上进行编辑和移动，在鉴定方面能够对比，为鉴定领域提供了技术支持二、三维摄影扫描技术坐标转换原理及实现三维摄影扫描技术是需要把物体的坐标进行转换，在直角坐标系中进行计算，将物体的模型转换成一个个坐标其中主要包括不同餐厅空间直角坐标系之间的换算，同时也包括同地心空间直角坐标系之间的换算对于这个问题的研究，国内外各个大学的学者，付出了巨大的努力，在实验室里不断的探索，已经建立了多种数学模型两个空间直角坐标系之间要进行转换，首先要知道坐标之间的三个平移参数，如果坐标轴互不平行，那么还存在欧拉角参数，也就是三个旋转角度的参数这些参数都是不同的，与此同时就涉及到了转换公式比如说有布尔莎模型，范式公式等等有了这些参数，还有这些转换公式，接下来的工作就较为简单了只要利用计算机进行简单的换算，就能很容易的进行坐标转换三、点云数据的曲面拟合我们进行三维摄影扫描技术的数据采集，就要运用到点云数据这一领域由于在测量过程中物体偶尔会被其他物体遮挡，所以我们要从多个位置进行测量，获取各个点的数据。

将这些数据带入到空间直角坐标系中才能进行计算，所以点云数据的拼接，在处理数据过程中是十分重要的点云数据的曲面拟合工程，在工程、统计和计算机的图形处理等方面的应用是十分广泛的大部分情况下我们进行三维摄影技术扫描，能够得到一组离散数据点，也就是即将在空间直角坐标系中用到的坐标值这些坐标的数据并非一定是对的，而且函数的表达式也是一开始不知道的，所以接下来我们要对这些测量得到的数据进行曲面拟合这些数据之间偶尔也会存在误差，所以并不是需要我们测量所得的所有数据，而是只要满足曲面误差范围内的一些数据在现有的技术手段下，我们会用到最小二乘方法，用这个方法能够使误差的平方和最小，同时我们也能得到一个线性方程组，我们对这个线性方程组进行求解，就能得到拟合曲面方程四、点云数据的获取本文我们就以一个螺母柱为例子，来说明云数据是怎么获取的我们首先要用三维摄影扫描技术对螺母的三个表面进行测量扫描在这个基础上用专业的工程软件进行拟合三维摄影扫描技术的基本流程是这样的首先要将反光剂喷到被测量的物体上，贴标志点第二步我们要贴编码点，用单反相机从多个角度进行拍摄，然后得到框架数据第三步，我们用三维扫描仪一个一个扫描，才能得到物体完整的云数据。

第四步，我们用软件对云数据进行处理，封装三角面最后一步我们用软件进行拟合测量在这一过程中，由于光学测量需要用到显影剂，因此会形成哑光面，所以我们才能进行贴标志点和编码点在这个过程中，点云数据的获取需要分为两个阶段首先就是进行三维摄影阶段，第二步就是三维扫描阶段在第一步过程中我们利用像素高分辨率高的摄像机，对物体多个角度进行拍摄，来获取物体的框架结构有了这个框架结构，我们就能进行扫描来获得数据三维扫描阶段其实就是利用摄影来得到的框架结构进行扫描，然后把这些数据进行拼接，最终得到点云数据有了这些数据，当然要进行数据分析，美国Geomagic公司的软件能够对这些数据进行分析它的功能主要就是筛选不必要的污点杂点，最重要的就是减少噪声在不影响模型表面的基础上，通过这个软件的处理，能够减少大部分不必要的数据，从而加快处理速度五、总结三维摄影扫描技术在几何检测领域的应用十分广泛，它强大的优势，还待进一步的开发利用在软件和硬件的开发应用上，我们还需要不断的研究完善三维摄影扫描技术的精确要求是以毫米为精度的，目前我们在进行三维摄影扫描时会产生很大的误差所以提高获取数据的精度性和可靠性，是三维摄影扫描技术未来的发展方向。

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