本研究主旨為改良既有之非接觸式雷射結構光三維檢測系統，透過雷射結構光、光學取像、機構、軟體控制與加熱系統五大模組的整合，並使用兩台CCD相機，改善前一代量測系統之三維量測之能力與提升其精度。本系統使用多條線雷射結構光作為主動式光源，此結構光源乃是雷射光經過一繞射片產生多條線的雷射條紋；雷射結構光投射在物體上會呈現多條曲線，利用CCD相機擷取影像，進行灰階轉換、二值化、細線化之影像處理後，利用本研究開發的程式系統可計算出像素偏移量並建構出待測物的三維輪廓。本研究亦探討不同之量測環境與待測物，增加高溫煤渣之輪廓量測，用以計算本系統適應不同環境之能力。
　　本系統的實例應用，為量測常溫煤渣與高溫煤渣之三維輪廓，兩者均能夠呈現完整三維輪廓，經由擷取局部資料，與三次元量測儀量測結果比較，其高度誤差約0.790 mm內，相對差異百分比約為4.82%，而X、Y方向之誤差分別為1.300 mm與0.700 mm，相對差異百分比為3.46%與4.82%。本研究也針對斜度不同之梯形工件進行量測，測試雙鏡頭智慧判別之效能；經實驗結果，其表面特徵均能完整計算並加以呈現。與三次元量測儀量測結果比較，其高度誤差約為0.68 mm，相對差異百分比為4.55%，而X、Y方向之誤差分別0.97 mm與0.630 mm之相對差異百分比為1.44%與1.83%。

　　The needs of dynamic 3D profile measurement in industrial application is increasing. This study aims to improve the developed prototype of a non-contact dynamic 3D measurement system using structured laser fringes projection and equipped with dual CCD cameras, and to develop a 3D profile measuring system for heated slag. The developed system mainly consists of five modules, namely, the laser structured fringes projection module, the image acquisition module, mechanism module, the software module, and the heating system. The system utilizes the laser structured fringes generated by a diffraction mask as active light source. The deformed fringes projected on the object were captured by the dual CCD cameras. Based on the calibration results of the fringe offset vs. height variation of the gauge blocks, the height of the workpiece can be determined. To improve the measurement deviation of the heated slag resulted from the heat radiation, a bandpass filter for a CCD camera was adopted and tested. To evaluate the improved system with two CCD cameras, the slags and the trapezoidal blocks have been tested. Compared with the results measured by using a coordinate measuring machine (CMM), the deviation along z-direction for the test objects measured by the developed system were about 0.230 mm.

[1] T.C Strand. 1985. “Optical three-dimensional sensing for machine vision”, Optical Engineering, 24(1): 33-44.
[2] 劉雩潔，2011，「單相機光學 3D 座標量測系統量測精度之研究」 ， 大同大學，機械工程研究所，碩士論文。
[3] 陳建元，2015，「雷射結構光三維量測系統之研製」，國立台灣 科技大學，機械工程研究所，碩士論文。
[4] Xiaoliang Gong, Stephan Bansmer. 2015. “Laser scanning applied for ice shape measurements,” Cold Regions Science and Technology, 115(8): 64-76. doi: 10.1016/j.coldregions.2015.03.010.
[5] 鄧雅文，2006，「影像處理輔助扇形雷射光束掃描量測系統之研 究」，國立台灣科技大學，機械工程研究所，碩士論文。
[6] Rongqian Yang, 2008. “Robust and Accurate Surface Measurement Using Structured Light,” IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement vol. 57, No.61: 275-1280
[7] Wei Liu, 2012. “An improved online dimensional measurement method of large hot cylindrical forging,” ELSEVIER Measurement 45(8):2041-2051. doi:10.1016/j.measurement.2012.05.004
[8] 王珍珍，2014，「基於 LIBS 和 LB-TOFMS 的固體顆粒成分和氣
體微量元素的測量方法研究」，西安交通大學，動力工程及工程 熱物理研究所，博士論文。
[9] 鍾國亮，2012，「影像處理與電腦視覺」，東華書局股份有限公 司。
[10] 徐曉珮，2009，「數位影像處理」，高立圖書有限公司。
[11] S.T. Huang, K.C. Fan, John H. Wu. 1993. “A new minimum zone method for evaluating straightness errors,” Precision Engineering, 15(3): 158-165. doi:10.1016/0141-6359(93)90003-S.
[12] 修芳仲，2014，「高等精密量測學」，國立臺灣科技大學，機械 工程系，課程講義。 [13] Renishaw，2015，http://www.renishaw.com.tw/。
[14] Laser Grow Technologies，2015，https://www.laserglow.com/。
[15] 先鋒科技，2015，http://www.teo.com.tw/。
[16] Image Source，2015，http://www.theimagingsource.com/zh_TW/。
[17] Schott Moritex，2015，http://origin-www.schott-moritex.com/。
[18] 銓州光電，2016，http://www.onset-eo.com/
[19] The MathWorks, Inc.，2016，http://cn.mathworks.com/
[20] 美商國家儀器，2015，http://taiwan.ni.com/。
[21] 鄧昭瑞，2015，「機械容差設計-量測系統」，國立臺灣科技大學， 機械工程系，課程講義。
[22] 陳亮嘉，2014，「數位影像處理基礎」，國立臺灣大學，機械工 程系，課程講義。
[23] 李遠坤，2014，「影像處理-空間濾波」，銘傳大學，資訊工程系， 課程講義。