ATOS系统主要是由光栅投影设备及两个工业级的CCD Camera所构成，其原理就如同人类的双眼，藉由光栅投影在待测物面上，并加以粗细变化及位移以形成编码及相位移信息，配合CCD Camera将所撷取的数字影像透过计算机运算处理，即可得知待测物的3D外型。 而依照不同型号的测头，单一比量测数据最多可从影像当中撷取出80万、140万、200万及400万点。而单一笔的量测数据计算出来之后，藉由标签点来定位，经计算机运算后会自动定位回去，简单说就像3D的拼图一般，把一个对象完整的拼凑出来，当整个对象量测完成之后，所有的点群加总后便是真实物体的外形，再藉由运算 整合成单一完整三角网格数字模型(STL格式)。 ATOS校正原理 ATOS的量测原理是建立在双眼的理论基础 上，在此基础上，使用者方可自行校正以随时确保ATOS的精度。而对于双CCD的几何位置及镜头校正工作，是使用具有目标点的校正板来做校正，而其上的目标点距离为己知，校正时是将校正板放置在量测范围中不同的位置和不同的角度，校正完后，计算机便可计算出两个CCD在空间中的相对位置及角度，并可得知量测的距离以及待测物的实际尺寸，如图2所示。校正的目的最主要有两项，一是随时确保ATOS精度，二是透过校正，ATOS可以更换不同的量测范围，ATOS随时都具备了高度量测弹性。
校正完成之后，便可以开始来量测物体表面的点数据出来。量测时共有13张的光栅会投影在物体表面上，其中的后6张称之为编码光栅，目地在于将量测范围加以二进制编码，也就是说以光线的明暗代表0与1，后一张的光栅均比前一张光栅的宽度大一倍，在投影完编码用的6张光栅之后，整个量测区域被区分为64个小区域，每个区域都有其唯一的编码，如图3所示。
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