CN106767584B - 物体表面点三维坐标测量装置及测量方法 - Google Patents

物体表面点三维坐标测量装置及测量方法 Download PDF

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Abstract

一种测量方法，用于非接触性地测量一待测物体表面各点的三维坐标。所述方法包括：预先存储一计算待测物表面点的三维坐标的算法；控制一驱动装置驱动安装在其上的一距离传感器移动到多个不同的测量位置，以测量其与一待测物体表面多个待测点之间的距离；获取所述距离传感器在每一测量位置测量到的距离及一位置传感器测量到的所述距离传感器处于每一测量位置的位置参数值；确定一参考坐标系参数的值，并根据该确定参考坐标系参数的值及所述获取到的数据调用所述算法计算出每一待测点的三维坐标值。本发明还提供一种测量装置，本发明的测量装置及方法能对待测物体表面进行重组及还原，可用于记录人脸面部特征、测量物体尺寸、勘测地形等。

Description

物体表面点三维坐标测量装置及测量方法
技术领域
本发明涉及一种物体测量技术领域，特别涉及一种物体表面点三维坐标测量装置及测量方法。
背景技术
物体的三维测量技术在工业设计与制造、质量检测与控制、地形测量与勘探等领域应用广泛。然而，目前市场上的三维测量设备复杂，且造价成本较高，不利于广泛推广。
发明内容
有鉴于此，有必要提出一种结构简单的物体表面点三维坐标测量装置。此外，本发明还提供一种物体表面点三维坐标测量方法。
一种测量装置，用于非接触性地测量一待测物体表面各点的三维坐标。该测量装置包括：一存储器，用于预先存储一计算待测物表面点的三维坐标的算法，该算法所需的参数包括：参考坐标系参数、距离传感器的位置参数、距离传感器与待测点之间的距离；一驱动装置；一距离传感器，安装在所述驱动装置上，用于测量该距离传感器与待测点之间的距离；所述驱动装置用于给所述距离传感器提供动力并驱动所述距离传感器移动到多个不同的测量位置；所述距离传感器在驱动装置的驱动下能测量到一待测物体表面上多个待测点之间的距离；一位置传感器，附着在所述距离传感器上，用于测量所述距离传感器处于每一测量位置时的位置参数值；及一处理器，与所述距离传感器、位置传感器及存储器进行通讯连接，用于确定一参考坐标系参数的值，并根据该确定的参考坐标系参数的值、所述距离传感器在每一测量位置测量其到的其与待测点之间的距离及所述位置传感器测量到的所述距离传感器处于每一测量位置的位置参数值，从所述存储器中调用所述三维坐标点的算法计算出每一待测点的三维坐标值。
一种测量方法，用于非接触性地测量一待测物体表面各点的三维坐标。所述方法包括步骤：在一存储器中预先存储一计算待测物表面点的三维坐标的算法，该算法所需的参数包括：参考坐标系参数、距离传感器的位置参数、距离传感器与待测点之间的距离；控制一驱动装置给安装在该驱动装置上的一距离传感器提供动力并驱动该距离传感器移动到多个不同的测量位置，所述距离传感器在驱动装置的驱动下能测量到其与一待测物体表面上多个待测点之间的距离；获取所述距离传感器在每一测量位置测量到的其与待测点之间的距离及附着在所述距离传感器上的一位置传感器测量到的所述距离传感器处于每一测量位置时的位置参数值；及确定一参考坐标系参数的值，并根据该确定参考坐标系参数的值及所述获取到的数据从所述存储器中调用所述三维坐标点算法计算出每一待测点的三维坐标值。
本发明的测量装置及方法能对待测物体表面进行重组及还原，可用于记录人脸面部特征、测量物体尺寸、勘测地形等。结构简单、成本较低且方便批量制造及广泛推广。
附图说明
图1是本发明一实施方式中测量装置的应用环境示意图。
图2是本发明一实施方式中测量装置的功能模块示意图。
图3是本发明一实施方式中测量装置的结构示意图。
图4为图3中所示测量装置的驱动装置的俯视图。
图5是本发明一实施方式中测量装置计算三维坐标的工作原理示意图。
图6是本发明一实施方式中测量方法的步骤流程图。
主要元件符号说明
测量装置 100
存储器 10
距离传感器 20
驱动装置 30
马达 31
转子 32
底板 321
上壳 322
滑槽 3221
弹性件 33
第一端 331
第二端 332
位置传感器 40
处理器 50
显示单元 60
输入装置 70
测量系统 80
存储模块 81
控制模块 82
获取模块 83
计算模块 84
重组模块 85
待测物体 200
测量方法 6
步骤 S601-S605
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
如图1所示，是本发明一实施方式中的测量装置100的应用环境示意图。该测量装置100用于非接触性地测量待测物体200表面各点的相对三维坐标，并能根据所测量出的待测物体200表面各点的相对三维坐标对该待测物体200的表面进行重组及还原。该待测物体200可以是任何待测量的物体，例如路面，人脸等。
请参阅图2，是本发明一实施方式中测量装置100的功能模块示意图。在本实施方式中，该测量装置100包括，但不限于，存储器10、距离传感器20、驱动装置30、位置传感器40、处理器50、显示单元60及输入装置70。
所述存储器10可以是所述测量装置100本身的内存，也可以是与所述测量装置100相互独立并能与所述测量装置100进行数据交换的存储单元，如安全数字卡、智能媒体卡、快闪存储器卡等。所述存储器10用于存储所述测量装置100中安装的程序代码以及各类数据。
所述距离传感器20用于测量所述测量装置100与待测物体200表面上待测点之间的距离。所述距离传感器20测量距离的原理属于现有技术范畴，在此不再赘述。所述距离传感器20的测量精度及灵敏度与其发射频率、输出功率等有关，具体地，所述距离传感器20的发射频率越高，测量精度越高；输出功率越高，灵敏度越高。此外，所述距离传感器20的测量精度也会受到待测物体属性(例如材质)的影响，例如金属物质对距离传感器20的发射波具有良好的反射效果，而人体皮肤会吸收部分发射波，如此一来，对于同频率同功率的距离传感器20，其测量金属的精度比测量人体皮肤的精度高。实际应用中，用户可以根据待测物体的具体属性等相应调整所述距离传感器20的发射频率及输出功率等以达到较为理想的测量精度。所述距离传感器20可以是电磁波距离传感器、激光距离传感器、超声波距离传感器等，各种不同类型的距离传感器各有优缺点，用户可以根据待测物体的属性进行相应的考量。在本实施方式中，所述距离传感器20为超声波距离传感器。
请一并参阅图3，是本发明一实施方式中测量装置100的结构示意图。所述距离传感器20安装在所述驱动装置30上，所述驱动装置30用于给所述距离传感器20提供动力，所述距离传感器20在所述驱动装置30的动力驱动下可移动到不同的测量位置。如此，距离传感器20可测量距离传感器20与所述待测物体200表面上不同测量位置处的待测点之间的距离。
具体地，请一并参阅图4，是本发明一实施方式中的驱动装置30的俯视图。所述驱动装置30包括一马达31、一转子32及一弹性件33。所述转子32安装在所述马达31上，并在所述马达31的驱动下转动。在本实施方式中，所述转子32安装在所述马达31的转轴上，故该转子32可在所述马达31的驱动下与马达31做同轴运动。所述转子32包括一底板321及固定于底板321上的一上壳322。所述底板321固定于所述马达31上。所述上壳322呈半球形，其上开设有一滑槽3221。所述弹性件33收容并固定在所述滑槽3221内。具体地，所述滑槽3221为开设于所述上壳322的弧面端且经过所述半球形转子32球心的半圆形滑槽。所述弹性件33的第一端331固定在转子32的底板321的中心位置，即所述马达31、转子32与弹性件33可同轴转动，所述弹性件33的第二端332可滑动地容置在所述滑槽3221内。所述距离传感器20固定在所述弹性件33的第二端332上，当所述马达31驱动所述转子32转动时，所述弹性件33随着转子32转动并能在不同的向心力作用下滑动到所述滑槽3221内的不同位置，从而带动距离传感器20移动到不同的测量位置。在本实施方式中，所述弹性件33为一弹簧。
所述距离传感器20上还附着有一位置传感器40。在本实施方式中，所述位置传感器40通过粘胶附着在距离传感器20的外表面上。所述位置传感器40用于测量所述距离传感器20处于每一测量位置时的位置参数值。所述位置参数包括所述转子32相对于一转子初始位置的偏转角度θ、所述距离传感器20相对于一距离传感器初始位置的偏转角度α及所述距离传感器20转动时的向心加速度a。在本实施方式中，为了保证测量精度，所述位置传感器40设置于所述距离传感器20上远离所述弹性件33的第二端332的位置处。所述转子初始位置为转子32静止时所处的一位置，所述距离传感器初始位置为所述转子32静止且所述弹性件33处于自然状态时所述距离传感器20所处的一位置。
所述处理器50与位置传感器40及距离传感器20进行通讯连接，用于运行所述存储器10中存储的程序代码及运算各类数据，以执行相应的功能。在本实施方式中，所述存储器10中存储有一测量系统80，所述测量系统80被所述处理器50所执行，用来实现所述测量装置100的部分功能。所述显示单元60受所述处理器50的控制，用于显示各类信息。显示单元60可以是触摸屏、显示器等，所述输入装置70为键盘、鼠标等，用于供用户输入信息。
在本实施方式中，所述测量系统80可以被分割为一个或多个模块，所述一个或多个模块被存储在所述存储器中，并被配置成由一个或多个处理器(本实施方式为所述处理器50)执行，以完成本发明。例如，如图2所示，所述测量系统80被分割成存储模块81、控制模块82、获取模块83、计算模块84及重组模块85。本发明所称的模块是指一种能够完成特定功能的一系列程序指令段，比程序更适合于描述软件在所述测量装置100中的执行过程。
所述存储模块81预先将一计算待测物表面点的三维坐标的算法存储于所述存储器10中，该算法所需的参数包括：参考坐标系参数m、距离传感器的位置参数、距离传感器与待测点之间的距离。
请一并参阅图5，是本发明一实施方式中测量装置计算三维坐标的工作原理示意图。在本实施方式中，所述参考坐标系的位置由所述参考坐标系参数m确定。具体地，所述参考坐标系的z轴为所述距离传感器20处于初始位置时所述弹性件33所在的直线，xy平面为垂直于该z轴的一参考平面且该xy平面的x轴为所述滑槽3221投影在该xy平面的直线，所述xy平面的具体位置由所述参考坐标系参数m确定，所述参考坐标系参数m为所述转子32的底板321到该xy平面的距离。所述参考坐标系参数m可以为所述底板321(或所述弹性件33第一端331)到所述待测物体200表面最低点之间的距离，也可以为用户根据需要设置的数值。即所述xy平面可以为经过所述待测物体200表面最低点的一平面，也可以为根据用户的设置的m值而确定的一平面。
在所述参考坐标系中，假定所述距离传感器20处于所述距离传感器初始位置时测量到的所述待测物体200表面的点P0的坐标为P0(x0，y0，z0)，其中，x0＝0；y0＝0；z0＝m-kx-lx。
如图5所示，可根据该P0点及相应的参数确定任意点P(x，y，z)的位置，具体算法如下：
x＝R*cosθ＝(kx+lx)*sinαcosθ
y＝R*sinθ＝(kx+lx)*sinαsinθ
z＝m-(kx+lx)cosα
其中，kx为所述距离传感器20到所述弹性件33第一端331的距离。具体的，该kx所述弹性件33的自身长度L加上所述弹性件33随所述转子32转动时被拉升时的拉伸长度k*a，即kx＝L+k*a，其中k为所述弹性件33的劲度系数，与弹性件33的属性有关，但同一弹性件33的劲度系数k不变，为一定量。a为所述距离传感器20的向心加速度，为变量，由所述位置传感器40测量；即kx为根据所述位置传感器40测量的加速度a确定的一变量。
lx为所述距离传感器20与待测点P之间的距离，为变量，由所述距离传感器20测量。α为所述距离传感器20相对于所述距离传感器初始位置的偏转角度，为一变量，由所述位置传感器40测量；θ为所述转子32相对于所述转子32的初始位置的转角，为一变量，由所述位置传感器40测量。
所述控制模块82控制所述驱动装置30驱动所述距离传感器20移动到多个不同的测量位置，以测量所述距离传感器20与所述待测物体200表面上多个待测点之间的距离。具体地，所述控制模块82通过发送不同的电流脉冲信号控制所述马达31以不同的转速转动，从而带动所述距离传感器20偏转到多个不同的测量位置。
所述获取模块83获取所述距离传感器20在每一测量位置测量到的其与每一测量位置的待测点之间的距离及所述位置传感器40测量到的所述距离传感器20处于每一测量位置的位置参数值。
所述计算模块84确定一参考坐标系参数m的值，并根据该确定的参考坐标系参数m的值及获取模块83所获取到的距离传感器20及位置传感器40所测量到的数据，从所述存储器10中调用预设的三维坐标点的算法计算出每一待测点的三维坐标值。所述参考坐标系参数m的值可为预先存储在所述存储器10中的一预设值，也可以是用户根据自己的需求通过所述输入装置70输入的一数值。
所述重组模块85根据所述计算模块84计算出的所述待测物体200的表面每一待测点的三维坐标值绘制该待测物体200的3D图像，并将所绘制出的待测物体200的3D图像显示于所述显示单元60上。
请参阅图6，是本发明一实施方式中物体表面点三维坐标测量方法6的流程图。根据不同的需求，图6所示的流程图中步骤的执行顺序可以改变，某些步骤可以省略。
步骤S601，在一存储器中预先存储一计算待测物表面点的三维坐标的算法，该算法所需的参数包括：参考坐标系参数m、距离传感器的位置参数及距离传感器与待测点之间的距离。在一些实施方式中，如果存储器中已经存储有该算法，则不需要再次存储，该步骤S601可以省略。
步骤S602，控制一驱动装置驱动与安装在该驱动装置上的一距离传感器移动到多个不同的测量位置，以测量所述距离传感器与一待测物体表面上多个待测点之间的距离。
步骤S603，获取所述距离传感器在每一测量位置测量到的其与每一测量位置的待测点之间的距离及附着在所述距离传感器上的一位置传感器测量到的所述距离传感器处于每一测量位置时的位置参数值。
步骤S604，确定一参考坐标系参数m的值，并根据所述确定参考坐标系参数参数m的值及所述获取到的数据从所述存储器中调用所述三维坐标点算法计算出每一待测点的三维坐标值。
步骤S605，根据计算出的所述待测物体的表面每一待测点的三维坐标值绘制该待测量物体的3D图像，并将所绘制出的待测物的3D图像显示于所述显示单元上。
本发明的物体表面点三维坐标测量装置及方法通过控制一距离传感器移动到不同的位置对待测物体表面的多个测量点进行测量，并根据距离传感器所处的位置及其测量的数据以及一预设算法计算出待测物体表面点的三维坐标，最后根据计算出的三维坐标对待测物体表面进行重组并显示，可用于记录人脸面部特征、测量物体尺寸、勘测地形等。本发明的结构简单，造价成本较低，方便批量制造及广泛推广。
最后应该说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种测量装置，用于非接触性地测量一待测物体表面各点的三维坐标，其特征在于，该测量装置包括：
一存储器，用于预先存储一计算待测物体表面点的三维坐标的算法，该算法所需的参数包括参考坐标系参数、距离传感器的位置参数、距离传感器与待测点之间的距离；
一驱动装置；
一距离传感器，安装在所述驱动装置上，用于测量该距离传感器与待测点之间的距离；
所述驱动装置用于给所述距离传感器提供动力并驱动所述距离传感器移动到多个不同的测量位置；所述距离传感器在驱动装置的驱动下测量其与一待测物体表面上多个待测点之间的距离；
一位置传感器，附着在所述距离传感器上，用于测量所述距离传感器处于每一测量位置时的位置参数值；及
一处理器，与所述距离传感器、位置传感器及存储器进行通讯连接，用于确定一参考坐标系参数的值，并根据该确定的参考坐标系参数的值、所述距离传感器在每一测量位置测量到的其与待测点之间的距离及所述位置传感器测量到的所述距离传感器处于每一测量位置的位置参数值，从所述存储器中调用所述计算待测物体表面点的三维坐标的算法计算出每一待测点的三维坐标值；
其中，所述驱动装置包括一马达、一转子及一弹性件；所述转子的一端安装在所述马达上，并在所述马达的驱动下与所述马达同轴转动，所述转子的另一端开设有一滑槽；所述弹性件的第一端收容并固定于该滑槽内，所述距离传感器固定在所述弹性件的第二端。
2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，还包括一显示单元，所述处理器还用于根据所计算出的每一待测点的三维坐标绘制该待测物体的3D图像，并将所绘制出的待测物体的3D图像显示于所述显示单元上。
3.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述转子包括一底板及固定于所述底板上的一上壳，所述底板固定于所述马达上，所述上壳呈半球形，其弧面端开设有一经过所述半球形球心的半圆形滑槽，所述弹性件的第一端固定在所述底板的中心位置，所述弹性件的第二端可滑动地容置在所述滑槽内。
4.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述位置参数包括所述转子相对一转子初始位置的偏转角度、所述距离传感器相对一距离传感器初始位置的偏转角度及所述距离传感器转动时的向心加速度。
5.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述参考坐标系的z轴为所述距离传感器处于一距离传感器初始位置时所述弹性件所在的直线，xy平面为垂直于该z轴的一参考平面且x轴为所述滑槽投影在该xy平面的直线，所述xy平面由所述参考坐标系参数确定，其中所述参考坐标系参数为所述弹性件第一端到xy平面的距离。
6.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述弹性件为弹簧。
7.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，还包括一输入装置，所述参考坐标系参数值由用户通过所述输入装置输入。
8.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述距离传感器为超声波距离传感器。
9.一种测量方法，用于测量一物体表面点的三维坐标，其特征在于，所述方法包括步骤：
在一存储器中预先存储一计算待测物体表面点的三维坐标的算法，该算法所需的参数包括参考坐标系参数、距离传感器的位置参数、距离传感器与待测点之间的距离；
控制一驱动装置给安装在该驱动装置上的一距离传感器提供动力并驱动该距离传感器移动到多个不同的测量位置，所述距离传感器在驱动装置的驱动下测量其与一待测物体表面上多个待测点之间的距离；
获取所述距离传感器在每一测量位置测量到的其与待测点之间的距离及附着在所述距离传感器上的一位置传感器测量到的所述距离传感器处于每一测量位置时的位置参数值；及
确定一参考坐标系参数的值，并根据该确定参考坐标系参数的值及所述获取到的数据从所述存储器中调用所述计算待测物体表面点的三维坐标的算法计算出每一待测点的三维坐标值；
其中，所述驱动装置包括一马达、一转子及一弹性件；所述转子的一端安装在所述马达上，并在所述马达的驱动下与所述马达同轴转动，所述转子的另一端开设有一滑槽；所述弹性件的第一端收容并固定于该滑槽内，所述距离传感器固定在所述弹性件的第二端。
10.如权利要求9所述的测量方法，其特征在于，还包括步骤：
根据所计算出的每一待测点的三维坐标绘制该待测物体的3D图像，并将所绘制出的待测物体的3D图像显示于一显示单元上。
11.如权利要求9所述的测量方法，其特征在于，所述方法通过发送不同的电流脉冲信号控制马达以不同的转速转动，从而驱动所述距离传感器偏转到多个不同的测量位置。
12.如权利要求11所述的测量方法，其特征在于，所述位置参数包括所述转子相对一转子初始位置的偏转角度、所述距离传感器相对一距离传感器初始位置的偏转角度及所述距离传感器转动时的向心加速度。
13.如权利要求11所述的测量方法，其特征在于，所述参考坐标系的z轴为所述距离传感器处于一距离传感器初始位置时所述弹性件所在的直线，xy平面为垂直于该z轴的一参考平面且x轴为所述滑槽投影在该xy平面的直线，所述xy平面由所述参考坐标系参数确定，其中所述参考坐标系参数为所述弹性件第一端到xy平面的距离。
14.如权利要求9所述的测量方法，其特征在于，所述参考坐标系参数值为预先设置的一固定值或由用户通过一输入装置输入。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110634551A (zh) * 2019-10-15 2019-12-31 北京爱康宜诚医疗器材有限公司 截骨量的测量方法、测量装置、存储介质和处理器
CN111392081B (zh) * 2020-03-30 2021-07-20 苏州精物智能科技有限公司 一种智能鲜酿酸奶无菌接口装置
CN111501500A (zh) * 2020-05-28 2020-08-07 阜阳师范大学 一种沥青路面细观结构检测装置及方法
CN111928787B (zh) * 2020-08-04 2022-03-25 歌尔光学科技有限公司 高度测量方法、测量设备及存储介质
CN112050090B (zh) * 2020-09-03 2022-07-12 西安热工研究院有限公司 一种随动式管道三向位移测量方法
CN112230836B (zh) * 2020-11-02 2022-05-27 网易（杭州）网络有限公司 对象的移动方法、装置、存储介质和电子装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5886775A (en) * 1997-03-12 1999-03-23 M+Ind Noncontact digitizing imaging system
CN2439014Y (zh) * 2000-09-18 2001-07-11 中国科学院金属研究所 非接触式三维测量仪
CN201037767Y (zh) * 2007-04-28 2008-03-19 武汉理工大学 动态回转窑筒体外轮廓激光扫描测量仪
CN105519264B (zh) * 2007-11-23 2011-11-30 中国电子科技集团公司第十四研究所 非接触式综合测量大型平板裂缝天线表面三维形貌和缝隙尺寸的方法及其系统
CN103591890A (zh) * 2013-11-19 2014-02-19 北京化工大学 一种大型曲面造型产品测绘装置及测绘方法
CN103913116A (zh) * 2014-03-10 2014-07-09 上海大学 大型堆积物料体积两侧平行测量装置和方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8615376B2 (en) * 2010-05-21 2013-12-24 Sure-Shot Medical Device Inc. Method and apparatus for dimensional measurement
JP5624394B2 (ja) * 2010-07-16 2014-11-12 キヤノン株式会社 位置姿勢計測装置、その計測処理方法及びプログラム
US8542368B2 (en) * 2010-12-17 2013-09-24 Electronics And Telecommunications Research Institute Position measuring apparatus and method
EP2698602A1 (de) * 2012-08-16 2014-02-19 Leica Geosystems AG Handhaltbares Entfernungsmessgerät mit Winkelbestimmungseinheit
DE102012223924A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 Hilti Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Ortskoordinaten eines Zielobjektes
EP2918972B1 (de) * 2014-03-14 2019-10-09 Leica Geosystems AG Verfahren und handhaltbares Entfernungsmessgerät zum Erzeugen eines Raummodells
EP2930462B1 (en) * 2014-04-08 2017-09-13 Hexagon Technology Center GmbH Method for generating information about a sensor chain of a coordinate measuring machine (CMM)
JP6632208B2 (ja) * 2015-03-24 2020-01-22 キヤノン株式会社 情報処理装置、情報処理方法、プログラム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5886775A (en) * 1997-03-12 1999-03-23 M+Ind Noncontact digitizing imaging system
CN2439014Y (zh) * 2000-09-18 2001-07-11 中国科学院金属研究所 非接触式三维测量仪
CN201037767Y (zh) * 2007-04-28 2008-03-19 武汉理工大学 动态回转窑筒体外轮廓激光扫描测量仪
CN105519264B (zh) * 2007-11-23 2011-11-30 中国电子科技集团公司第十四研究所 非接触式综合测量大型平板裂缝天线表面三维形貌和缝隙尺寸的方法及其系统
CN103591890A (zh) * 2013-11-19 2014-02-19 北京化工大学 一种大型曲面造型产品测绘装置及测绘方法
CN103913116A (zh) * 2014-03-10 2014-07-09 上海大学 大型堆积物料体积两侧平行测量装置和方法

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