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光學量測儀器

光學量測儀器. 指導老師 : 蕭瑞陽 組員 : 許清雲 49612033 王詩涵 49612024. 目錄. 1. 前言 2. 電子式自動視準直儀 3. ３Ｄ雷射掃描器 4. 結論 5. 參考文獻. 前言. 　　隨著時代的進步以及科技技術的飛速發展，測量儀器已進由單一傳統產品進入光學、精密機械、電子和計算機結合的光電子技術新時代。 本文通過對不同測量儀器的介紹簡單闡述了測量儀器的發展動態並對測量儀器今後測量儀器的發展作出了展望。. 電子式自動視準直儀. 自動視准儀又稱准直儀，主要測量微小角度，進而測量真直度。

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光學量測儀器

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Presentation Transcript

  1. 光學量測儀器 指導老師:蕭瑞陽 組員:許清雲 49612033 王詩涵 49612024

  2. 目錄 1.前言 2.電子式自動視準直儀 3.３Ｄ雷射掃描器 4.結論 5.參考文獻

  3. 前言 　　隨著時代的進步以及科技技術的飛速發展，測量儀器已進由單一傳統產品進入光學、精密機械、電子和計算機結合的光電子技術新時代。 本文通過對不同測量儀器的介紹簡單闡述了測量儀器的發展動態並對測量儀器今後測量儀器的發展作出了展望。

  4. 電子式自動視準直儀 自動視准儀又稱准直儀，主要測量微小角度，進而測量真直度。 自動視准儀它是一種靈敏的光學儀器，利用測量光源經平面反射鏡後所産生極小的角度原理工作。 目前自動視准儀最小讀數可達0.01秒。

  5. 簡介 最新型工業級電子式自動準直儀Elcomat 3000。Elcomat 3000–是德國Möller-Wedel Optical GmbH所研發的新一代電子式自動準直儀。 Elcomat 3000包含一套全新設計的電子自動準直儀讀取頭，內建有高解析度的CCD攝影機，可以替換的光學物鏡管件，以及一台電腦式的LCD顯示器。 Elcomat測量儀器系統會測量平面反射鏡在沿著機械的線軌移動時所產生的角度變化量，並且可以同時顯示兩個軸向的資料。根據這個測量結果，Elcowin可以去計算所測量的線軌的直線度、直角度以及平行度的誤差量。當然測量的精度是與你的儀器之精度、工作的環境震動情形與溫度變化有關係。

  6. 功能 1.使用者可以將測量資料切換顯示畫面為表列式，大型數字顯示或是圖形顯示模式。 2.所顯示的資料，可以切換使用不同的單位。 3.可自行設定測量誤差容許範圍。 4.顯示之圖面可以有九級單位放大或縮小之功能。 5.可以自動控制LED光源之電力。

  7. 6.可以將測量的角度顯示值以數字或是圖形方式顯示在LCD螢幕上。 7.可以同時進行兩個軸向的直線度測量。 8.所測量的資料可以直接輸出至Windows 程式, 如Excel格式。 9.具備有紅外線遙控功能，距離可達25公尺，只須一個人即可完成測量作業。 10.可以快速架設儀器，操作方式非常容易，在5 至10分鐘之內即可完成測量。

  8. ↑ 測量機械平台與垂直機軸間的直角度 ↑ 測量滑軌移動時的前後傾斜角與左右角度偏差量 測量直線度→

  9. 應用 1.測量桌面的平面度，測量精度可達0.5μm/m。 2.測量機械滑軌的直線度，直角度及平行度，測量精度可達0.5μm/m (0.1秒)。 3.測量分度盤與轉盤的定位精度，測量精度可達0.1秒。 4.可以直接在生產線上進行組裝的調校作業。5.可以專注在你的測量工作上。

  10. ３Ｄ雷射掃瞄儀 前言: 　　工程測量與各項民生工程息息相關，舉凡土木建設工程、防災與災害調查、建築古蹟維護、坑道與洞穴測量、工廠設施與管線配置、及自然景觀維護等。 工程測量的特性有：１.被測物之空間關係複雜且可能正處持續變化狀態２.應用條件是必須快速獲得測量資訊３.時常會遇到困難甚至危險的測量環境，使得測量工作　倍加困難。

  11. 三維雷射掃瞄儀 (3D Laser Scanner) 是內含掃瞄稜鏡之快速雷射測距儀，不需反射稜鏡即可精確測得掃瞄點之三維坐標，其掃瞄速度可達數萬點/秒。 此種快速獲得物空間三維資訊的儀器，具有相當大的應用潛力與需求，許多困難的工程測量問題，將因此種儀器的引進迎刃而解決。

  12. 內容： 3D 雷射掃描儀的掃描原理為計算飛行時間(Time-of-flight)(如圖一)，即由掃描儀射出雷射光，當遇到物體時雷射光被反射回掃描儀，利用雷射撞擊待測點反射回感應器之往返飛行時間計算求得掃描頭至待測點距離之觀測量，據此計算待測點之座標位置。 3D 掃描所取得的資料直接來自於建築本體，所獲得的點雲（point of coluds）具有即時記錄、實況記錄的特性，依此方式所建立的數位化化施工過程應該是比較精確而且值得信賴的。

  13. 圖一

  14. 3D雷射數位掃瞄儀與傳統數位化測繪比較 優點： 傳統＝＞費用低廉、數位化呈現製作可單獨一人作業、數位化工作管理層級較為容易明確。 　　３Ｄ＝＞可遠距掃描測繪、避免危急人員安全、降低測繪時間、提高測繪精準度、不受時間早晚影響、點雲數位資料應用廣泛 。 缺點： 傳統＝＞測繪工作進行費時，易產生誤差累積、無法避免環境危險條件、需接觸被測物體、3D模型數位資料需逐步建立 。 　　３Ｄ＝＞費用較高、需由2-3人為小組同步作業、點雲數據資料龐大，結合整理工作費時。

  15. 主機特色 ‧每秒30,000點高速掃描 ‧ TOPCON精密掃描技術提供精確有效低噪比的掃描數據 ‧精度4mm (於150m)；有效距離330m。 ‧所有功能集於一身的快速測圖解決方案 ‧快速照準與滾輪控制鈕 ‧內建數位相機 ‧可由無線網路遠端控制儀器操作 ‧TOPCON使用不傷人眼的一級雷射

  16. 應用 道路及斷面測量– 　　道路凹凸障礙測量，以便進行維修將GLS-1500架設在適當的位置，不需要標尺手就能輕鬆快速的取得路面的3D資訊，提供給工程師進行路面維修工程設計，包括維修點的決定及路面材料的數量計算。GLS-1500大大提高了工作效率和安全，並節省材料成本。以往因交通阻塞而無法進行測量的問題，已完全不是問題。

  17. 隧道–施工測量及收方監測GLS- 1500能在很短時間內測得隧道牆面的三維數據。其精度及點雲密度，可以很細緻的將複雜的表面輪廓表現出來，幾乎就是照片的品質，GLS-1500非常適用於隧道牆銜接工程的施工、收方及監控運作。

  18. 防洪 - 河流，水壩，堤防　　高密度的三維點雲可用於繪製等高線圖和剖面圖，並計算其幾何數量。亦可模擬水流路徑，大大方便地提供防洪防災規劃資訊。

  19. 歷史建築或文物 – 　　　　　　　現況資料的保存和仿製古蹟建築文物維修前、中、後，都需要記錄當時的現況，GLS-1500記錄的不只是影像資料，更是全彩、擬真的三維模型，這將是未來最有價值的歷史建築紀 錄。以往以照片或文字記錄的資料將不及三維數值模型來得有意義。主事者甚至可以由三維模型資料輕易繪製二維平面圖和截面圖，甚至生產仿製紀念品。

  20. 結論 在過去的傳統裡，是以目測的方式，來判定尺寸是否有達到標準，但我們都知道，對於目測的方式，它的誤差值是非常大的。 現在光學的發展，再加上自動化，兩兩結合後，提高了測量的精度以及速度，也可以馬上把測量的結果傳到電腦裡， 讓我們方便很多。所以自動視準直儀，在測量上給予我們很大的便利性。 而目前三維雷射掃瞄儀雖然昂貴（多高於十萬美金），但相信隨著需求量的增加及生產技術 的提升，應有大幅降價的趨勢。近幾年，商業化的三維雷射掃瞄儀如雨後春筍般推出，各種應用案例及需求也快速增加，可見其普及腳步的速度。

  21. 參考文獻 http://www.udmtech.com/hotsale_1.htm http://translate.google.com.tw/translate?hl=zh-TW&sl=zh-CN&u=http://baike.baidu.com/view/1429710.html&ei=N1vgS-73MsuHkQXbtvC_CA&sa=X&oi=translate&ct=result&resnum=2&ved=0CAwQ7gEwAQ&prev=/search%3Fq%3D%25E8%2587%25AA%25E5%258B%2595%25E8%25A6%2596%25E6%25BA%2596%25E5%2584%2580%26hl%3Dzh-TW%26sa%3DX%26rlz%3D1R2QVOD_zh-TWTW340 http://translate.google.com.tw/translate?hl=zh-TW&sl=zh-CN&u=http://www.chinaqking.com/%25E5%258E%259F%25E5%2588%259B%25E4%25BD%259C%25E5%2593%2581/2010/66951.html&ei=Ql3gS_-RN9GgkQWVuoydCA&sa=X&oi=translate&ct=result&resnum=6&ved=0CCMQ7gEwBQ&prev=/search%3Fq%3D%25E8%2587%25AA%25E5%258B%2595%25E8%25A6%2596%25E6%25BA%2596%25E5%2584%2580%25E6%25AD%25B7%25E5%258F%25B2%25E7%2599%25BC%25E5%25B1%2595%26hl%3Dzh-TW%26rlz%3D1R2QVOD_zh-TWTW340 國立中央大學-光電科學研究所碩士論文 http://content.teldap.tw/index/blog/?p=775 http://www.youtube.com/watch?v=KSwXdp4YavI http://blog.yam.com/jack60455867/article/17585173

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