结构光三维扫描技术在工业内窥镜的应用

2021-10-22 15:10:42

内窥镜是拓展人类视线检测范围的设备，可以帮助人类检查单纯凭借视觉不可观测的部位，而且不需要拆卸或损伤被检对象。在工业检测领域，从最初采用透镜组实现光学影像搬移的直杆内窥镜，到现在的采用CCD成像的工业视频内窥镜，从单纯的光学设备，到光电一体的精密设备，从只能定性观察，到观察测量一体化，工业内窥镜历经了多次变革，吸纳了先进的成像技术、数字信号处理技术、图像处理技术、网络互联技术等，其中不乏“黑科技”。本文要介绍的是结构光三维扫描技术在工业内窥镜的应用。

工业内窥镜

什么是结构光三维扫描技术？

结构光三维扫描技术是一种基于特征提取来采集物体表面三维数据的技术，方便进行轮廓重建等还原处理。其工作原理是：利用带有光栅结构的投射系统将光源发出的光、以光栅条纹的形式投射到被测物体上，由于被测物体表面的起伏或者凹凸不平的走势，反射光被调制形成携带相位信息的测量条纹，由专用设备或装置（例如相机）采集这些测量条纹图像后，通过相位计算和立体视觉技术，获得物体表面的三维数据（也称三维点云数据）。

利用结构光三维扫描技术，在汽车制造领域，可以方便获取零部件的曲面特征，为设计及改型提供便利；在模具制造领域，则可以利用三维模型高效实施模具的逆向设计；在文物保护方面，更是在文物复原、三维虚拟展示方面有着其他技术无可比拟的优势。

工业内窥镜为什么需要结构光三维扫描技术？

在工业内窥镜检测中，检出的缺陷都存在于立体空间中，但是对于缺陷的测量往往都是在二维平面的静态图像中进行的（例如传统的双物镜测量技术），精准测量的核心是正确选点。在被检对象结构比较复杂或者存在多个层级的情况下（例如孔探中的多级叶片），缺陷测量的选点操作是有可能引入误差的，但是这种误差在二维平面内是无法辨识或判断的，此外，对于深度测量如何确定选到的是最深点，对于检测人员也是一种挑战。因此，需要一种能够多方位观察三维立体影像的技术，以辅助正确选点，实现精准测量。而结构光三维扫描技术恰好具有这样的能力。

结构光三维扫描技术在工业内窥镜的应用——相位扫描三维立体测量技术

工业内窥镜的发展，需要更为准确、智能的测量技术，结构光三维扫描技术的出现与发展，契合了内窥镜对测量的需求，相位扫描三维立体测量技术应运而生。集成了这种测量技术的工业内窥镜，通过镜头上的光栅向缺陷所在的表面投射结构光，并由探头内部的CCD接收反射光，然后运用相位算法获取缺陷所在表面的三维立体信息，并进行表面轮廓的重构和呈现。

结构光三维扫描技术在工业内窥镜的应用

例如：韦林MViQ工业视频内窥镜的单物镜相位扫描三维立体测量功能，可以呈现缺陷所在表面的三维立体轮廓图像，并允许检测人员通过触屏手势旋转轮廓图，从而可以从不同角度观察缺陷以及测量选点的情况。此外，基于三维立体数据和轮廓重建，还可以协助选取适宜的测量模式，并具备了自动计算凹坑深度的能力，这些优点不仅解决了不少测量难题，而且大幅提升了测量的精准化和智能化。对于这种测量技术优势的详细说明，您可以进一步阅读下面"相关推荐"中的文章。

工业内窥镜

以上为您介绍了结构光三维扫描技术在工业内窥镜的应用。工业内窥镜检测技术的发展，离不开设备的更新换代，更离不开先进技术的引进与应用，相信未来还会有更多"黑科技"助力内窥检测技术的发展。

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结构光三维扫描技术在工业内窥镜的应用