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3D掃描儀概念和分類

魔猴君  知識堂   8天前

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今天魔猴和大家一起學習3D掃描儀相關知識

一、3D掃描儀概念

3D掃描是指集光、機、電和計算機技術于一體的高新技術,主要用于對物體空間外形和結構及色彩進行掃描,以獲得物體表面的空間坐標。

它的重要意義在于能夠將實物的立體信息轉換為計算機能直接處理的數字信號,為實物數字化提供了相當方便快捷的手段。3D掃描技術能實現非接觸測量,且具有速度快、精度高的優點。而且其測量結果能直接與多種軟件接口,這使它在CAD、CAM、CIMS等技術應用日益普及的今天很受歡迎。

3D掃描搜集到的數據常被用來進行三維重建計算,在虛擬世界中創建實際物體的數字模型。這些模型具有相當廣泛的用途,舉凡工業設計、瑕疵檢測、逆向工程、機器人導引、地貌測量、醫學信息、生物信息、刑事鑒定、數字文物典藏、電影制片、游戲創作素材等等都可見其應用。

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 。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、面激光的區別。

1.手持式3D掃描

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掃描數據,由于物體表面的曲率不同,光線照射在物體上會發生反射和折射,然后這些信息會通過第三方軟件轉換為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。

定位目標可以使操作員根據其需要的任何方式360°移動物體。真正便攜手持3D掃描儀,可裝入手提箱,攜帶到作業現場或者工廠間轉移十分方便。實現激光掃描技術的一些最高數據質量,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。設備的形狀和重量分布有利于長時間使用,避免發生肌肉骨骼問題。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掃描儀原有基礎上設計的產品,掃描創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,點云越密集創建的模型更精準,可進行三維重建。

2.拍照式3D掃描

拍照式3D掃描儀掃描原理類似于照相機拍攝照片而得名,是為滿足工業設計行業應用需求而研發的產品,,它集高速掃描與高精度優勢,可按需求自由調整測量范圍,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。目前已廣泛應用于工業設計行業中,真正為客戶實現 "一機在手,設計無憂"!拍照式結構光3D掃描儀是一種高速高精度的3D掃描測量設備,采用的是目前國際上最先進的結構光非接觸照相測量原理。結構光3D掃描儀的基本原理是:采用一種結合結構光技術、相位測量技術、計算機視覺技術的復合三維非接觸式測量技術。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場測量,并可調節成任意角度作全方位測量,對大型工件可分塊測量,測量數據可實時自動拼合,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、高解析度等優點,特別適用于復雜自由曲面逆向建模, 主要應用于產品研發設計(RD,比如快速成型、三維數字化、三維設計、三維立體掃描等)、逆向工程(RE,如逆向掃描、逆向設計)及三維檢測CAV),是產品開發、品質檢測的必備工具。3D掃描儀在部分地區又稱為激光抄數機或者3D抄數機。

   

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