3D掃描儀概念和分類
魔猴君 知識堂 729天前
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今天魔猴和大家一起學(xué)習(xí)3D掃描儀相關(guān)知識
一、3D掃描儀概念
3D掃描是指集光、機、電和計算機技術(shù)于一體的高新技術(shù),主要用于對物體空間外形和結(jié)構(gòu)及色彩進行掃描,以獲得物體表面的空間坐標。
它的重要意義在于能夠?qū)嵨锏牧Ⅲw信息轉(zhuǎn)換為計算機能直接處理的數(shù)字信號,為實物數(shù)字化提供了相當(dāng)方便快捷的手段。3D掃描技術(shù)能實現(xiàn)非接觸測量,且具有速度快、精度高的優(yōu)點。而且其測量結(jié)果能直接與多種軟件接口,這使它在CAD、CAM、CIMS等技術(shù)應(yīng)用日益普及的今天很受歡迎。
3D掃描搜集到的數(shù)據(jù)常被用來進行三維重建計算,在虛擬世界中創(chuàng)建實際物體的數(shù)字模型。這些模型具有相當(dāng)廣泛的用途,舉凡工業(yè)設(shè)計、瑕疵檢測、逆向工程、機器人導(dǎo)引、地貌測量、醫(yī)學(xué)信息、生物信息、刑事鑒定、數(shù)字文物典藏、電影制片、游戲創(chuàng)作素材等等都可見其應(yīng)用。
二、3D掃描儀分類
大體分為接觸式3D掃描儀和非接觸式3D掃描儀 。其中非接觸式3D掃描儀又分為光柵3D掃描儀(也稱拍照式三維描儀)和激光掃描儀。而光柵3D掃描又有白光掃描或藍光掃描等,激光掃描儀又有點激光、線激光、面激光的區(qū)別。
1.手持式3D掃描儀
手持式3D掃描儀原理:線激光手持3D掃描儀,自帶校準功能,采用635nm的紅色線激光閃光燈,配有一部閃光燈和兩個工業(yè)相機,工作時將激光線照射到物體上,兩個相機來捕捉這一瞬間的3D掃描數(shù)據(jù),由于物體表面的曲率不同,光線照射在物體上會發(fā)生反射和折射,然后這些信息會通過第三方軟件轉(zhuǎn)換為3D圖像。在掃描儀移動的過程中,光線會不斷變化,而軟件會及時識別這些變化并加以處理。光線投射到掃描對象上的頻率高達28,000points/s,所以在掃描過程中移動掃描儀,哪怕掃描時動作很快,也同樣可以獲得很好的掃描效果,手持式3D掃描儀工作時使用反光型角點標志貼,與掃描軟件配合使用,支持攝影測量和自校準技術(shù)。
定位目標可以使操作員根據(jù)其需要的任何方式360°移動物體。真正便攜手持3D掃描儀,可裝入手提箱,攜帶到作業(yè)現(xiàn)場或者工廠間轉(zhuǎn)移十分方便。實現(xiàn)激光掃描技術(shù)的一些最高數(shù)據(jù)質(zhì)量,保持較高解析度,同時在平面上保持較大三角形,從而生成較小的STL文件。設(shè)備的形狀和重量分布有利于長時間使用,避免發(fā)生肌肉骨骼問題。功能多樣并方便用戶使用,允許在狹小空間內(nèi)掃描幾乎任何尺寸、形狀或顏色的物體。
手持式3D掃描儀原理是基于拍照式3D掃描儀原有基礎(chǔ)上設(shè)計的產(chǎn)品,掃描創(chuàng)建物體表面的點云圖,這些點可用來插補成物體的表面形狀,點云越密集創(chuàng)建的模型更精準,可進行三維重建。
2.拍照式3D掃描儀
拍照式3D掃描儀掃描原理類似于照相機拍攝照片而得名,是為滿足工業(yè)設(shè)計行業(yè)應(yīng)用需求而研發(fā)的產(chǎn)品,,它集高速掃描與高精度優(yōu)勢,可按需求自由調(diào)整測量范圍,從小型零件掃描到車身整體測量均能完美勝任,具備極高的性能價格比。目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計行業(yè)中,真正為客戶實現(xiàn) "一機在手,設(shè)計無憂"!拍照式結(jié)構(gòu)光3D掃描儀是一種高速高精度的3D掃描測量設(shè)備,采用的是目前國際上最先進的結(jié)構(gòu)光非接觸照相測量原理。結(jié)構(gòu)光3D掃描儀的基本原理是:采用一種結(jié)合結(jié)構(gòu)光技術(shù)、相位測量技術(shù)、計算機視覺技術(shù)的復(fù)合三維非接觸式測量技術(shù)。采用這種測量原理,使得對物體進行照相測量成為可能,所謂照相測量,就是類似于照相機對視野內(nèi)的物體進行照相,不同的是照相機攝取的是物體的二維圖象,而研制的測量儀獲得的是物體的三維信息。拍照式3D掃描儀可隨意搬至工件位置做現(xiàn)場測量,并可調(diào)節(jié)成任意角度作全方位測量,對大型工件可分塊測量,測量數(shù)據(jù)可實時自動拼合,非常適合各種大小和形狀物體(如汽車、摩托車外殼及內(nèi)飾、家電、雕塑等)的測量。
拍照式3D掃描儀采用的是白光光柵掃描,以非接觸3D掃描方式工作,全自動拼接,具有高效率、高精度、高壽命、高解析度等優(yōu)點,特別適用于復(fù)雜自由曲面逆向建模, 主要應(yīng)用于產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(RD,比如快速成型、三維數(shù)字化、三維設(shè)計、三維立體掃描等)、逆向工程(RE,如逆向掃描、逆向設(shè)計)及三維檢測CAV),是產(chǎn)品開發(fā)、品質(zhì)檢測的必備工具。3D掃描儀在部分地區(qū)又稱為激光抄數(shù)機或者3D抄數(shù)機。