数字图像测量仪器用于扫描和测量三维距离，其原始数据源是测量设备输出的相关数据信息。只有借助图像测量讨论，才能获得准确有效的三维距离信息，确保各种复杂三维检测、建模、施工、评价和改进的实施。

 

一、图像测量仪概述

 

（1）测量测量仪的主要组成部分

 

图像测量仪是一种测量所需的仪器，以准确掌握某一类或某一目标物的属性值。测量仪器设计了图像、刻度和体积等不同的功能模式。对于图像测量仪器来说，近年来在各个领域得到了广泛的应用。图像测量仪器的系统组成通常包括摄像机、测量瞄准、数据测量和处理等不同的系统，这些系统之间的关系是独立的、相互集成的、分工的、合作的，共同完成各种目标的三维测量工作。典型的选择彩色CCD摄像头完成图像采集；测量瞄准系统由变焦距物镜和交叉线发生器组成；数字测量处理系统由平面工作台、光栅尺和数据箱组成。图像测量仪器具有多种数据功能，典型的是数据处理、归纳、传输和输出等不同功能，特别是工件矫正的先进功能，非常实用。仪器与计算机连接后，选择专业测量软件处理对三维距离测量形成的影响图形。

 

例如，彩色CCD摄像机系统主要使用三维光源捕捉和影响控制装置，以确保彩色三维摄像机功能的完成；测量瞄准系统的应用应充分考虑三维实际距离环境对图像测量的影响，明确使用物镜、电动瞄准头等，尽量减少环境对三维距离测量的影响，确保三维图像数据的真实性和可靠性。

 

（2）测量成像仪的工作机理

 

借助测量图像仪器进行三维距离的实际测量，如果不能高质量地完成各种三维数据的快速测量和准确采集，必然会对后续相关操作产生不利影响。因此，在讨论图像测量仪的操作机制时，应重点分析其关键技术：首先，借助图像测量仪进行三维距离图像测量时，仪器基于CCD数字图像，基于计算机屏幕及时进入运行状态，采集相对准确、高效的目标物体图像模拟信号。其次，当信号清晰时，借助数据线向仪器传输图像数据，同时完成图像采集到数字信号的转换；第三，借助测量图像仪的计算机硬件完成数字信号的成像。最后，相关操作人员通过图像测量软件明确各种三维图像中待测的几何特征，同时进行全面、快速、准确的分析和测量，并整理和记录最终的三维距离结果。

 

从以上对图像测量仪操作机原理的分析可以看出，图像测量仪是基于CCD数位图像，基于计算机屏幕完成三维测量，并利用强大的空间几何操作软件能力产生三维距离影响。当计算机安装了图像测量仪的特殊控制和影响测量软件时，它迅速进入测量工作状态，也是测量仪的核心主体。借助图像测量，可以快速读取三维距离光学尺位移值，完成三维距离操作，得到真实结果；然后在屏幕上形成影响图形，供操作人员进行图像比较，直观准确地掌握测量三维距离可能形成的偏差。

 

二、图像测量仪中三维距离的实践测量

 

(1)图像测量仪中三维距离测量过程

 

根据三维距离测量的实际需要，制定相应的测量方案，并根据工艺操作顺序对三维测量过程进行实际测量。第一步是利用图像测量仪内置图像测量仪（如典型的CCD相机）收集被测物体的三维图像，通过数字图像处理清晰物体的三维形状和表面坐标点；第二步是通过坐标变换技术提取被测物体三维坐标测量数据中的几何元素；第三，进行实际计算，获得被测物体的实际三维尺寸、真实形状及其相应位置关系。

 

（2）图像测量仪中三维距离的实际测量

 

首先，明确规模因素。就目标物的三维距离测量而言，由于数字图像的处理方法，测量数据以图像像素为单位。因此，为了获得微米、毫米等其他通用测量单位的测量数据，必须利用测量系统创建图像像素与实际物体物理尺寸之间的内部映射关系。因此，首先要明确测量尺度因素，这与测量系统的分辨率水平密切相关。因此，在条件允许时，通过提高图像分辨率来显示物体的尺寸跨度对于明确尺度因素和提高测量精度非常重要。

 

二是测量具体的几何元素。图像测量仪应明确物体三维距离的几何元素，这也是三维图像测量的基本功能。图像几何特征的提取应在图像处理技术的帮助下完成。提取质量由图像质量及其测量算法的收集决定。就实际测量几何元素而言，提取方法包括不同的提取方法，如点、表面、整体和多段。在已知几何元素的前提下建立几何关系，如圆心、中点、平行线和夹角。

 

第三，图像测量仪中的三维自动对焦。基于数字图像处理的测量仪配备了自动对焦系统，无需发射红外光或超声波，更不用说传感器阵列了，降低了系统体积，降低了成本。近年来，随着计算机硬件的不断进步和图像处理技术的不断应用，自动对焦已经成为现代图像测量的三维自动对焦技术。一般来说，图像测量仪采用对焦深度法实现自动对焦，是一种基于测量距离搜索过程的新对焦方法。当系统实现自动对焦时，不需要调整光学成像的具体焦距和图像距离，而是通过变物距确保间接对焦。具体方法是驱动测量仪Z轴电机，驱动光学成像模块在Z轴方向上下移动。在此期间，物距不断变化和调整，直到CCD相机形成清晰度最高的图像，这表明对焦成功。

 

结语

 

本文讨论了图像测量仪中三维距离测量，首先明确了图像测量仪概述的具体内容，主要围绕图像测量仪概述和操作机制，然后阐述了图像测量仪中三维距离的实际测量，包括图像测量仪中三维距离测量过程和实际测量。从目前的研究结果来看，三维距离测量仍有许多关键，以便进行后续研究和讨论。同时，今后应继续关注此类仪器中三维距离测量的研究进展，为后续发展做出适度贡献。