光学方法下三维形貌测量综述：结构光技术详解与应用

本文是一篇关于三维形状测量的综述论文，由Frank Chen、Gordon M. Brown和Mumin Song三位作者撰写，来自福特汽车公司。论文首先概述了利用各种光学方法进行三维形貌测量的基本原理和技术，强调了其在工业领域的广泛应用。结构光技术是研究的核心，它涉及到多种光学配置，如立体视觉、光截断法和干涉测量等，这些配置利用光源与物体表面交互产生的信息来确定物体的三维形状。 论文深入探讨了图像采集技术，包括线阵相机、面阵相机和激光扫描等，这些技术在获取精确的三维数据时起着关键作用。数据后处理和分析方法也得到了详细介绍，如多视图几何、特征匹配、点云融合和表面重构算法，它们确保了测量结果的准确性和可靠性。 作者还讨论了结构光技术的优势，如非接触性、高速度、高精度以及对环境变化的相对鲁棒性。然而，这项技术也存在局限性，比如对光照条件敏感、复杂形状处理的挑战以及成本问题。通过实例展示，论文展示了结构光技术在工业领域的实际应用，如产品质量检测、机器人导航和虚拟现实中的物体建模。 文章的后续部分关注了未来可能需要进一步研发的关键领域，这可能包括提高测量精度、实时性，以及结合其他传感器（如惯性测量单元）进行多模态数据融合。此外，尽管作者提供了一个全面的参考文献列表，但强调该列表并非详尽无遗，读者仍需自行探索更广泛的学术资源。 这篇论文为想要深入了解三维光学测量技术的读者提供了一个系统而深入的理解框架，涵盖了从理论到实践的各个环节，是该领域的重要参考资料。