東莞市凱豐儀器科技有限公司
三維掃描儀(3D scanner) 是一種科學(xué)儀器,用來(lái)偵測(cè)并分析現(xiàn)實(shí)世界中物體或環(huán)境的形狀(幾何構(gòu)造)與外觀數(shù)據(jù)(如顏色、表面反照率等性質(zhì))。 搜集到的數(shù)據(jù)常被用來(lái)進(jìn)行三維重建計(jì)算,在虛擬世界中創(chuàng)建實(shí)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(jì)、瑕疵檢測(cè)、逆向工程、機(jī)器人導(dǎo)引、地貌測(cè)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(jiàn)其應(yīng)用。三維掃描儀的制作并非仰賴單一技術(shù),各種不同的重建技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn),成本與售價(jià)也有高低之分。但并無(wú)一體通用之重建技術(shù),儀器與方法往往受限于物體的表面特性。例如光學(xué)技術(shù)不易處理閃亮(高反照率)、鏡面或半透明的表面,而激光技術(shù)不適用于脆弱或易變質(zhì)的表面。
三維掃描儀分類與功能編輯
大體分為接觸式三維掃描儀 和非接觸式三維掃描儀 。其中非接觸式三維掃描儀又分為光柵三維掃描儀(也稱拍照式三維描儀)和激光掃描儀。而光柵三維掃描又有白光掃描或藍(lán)光掃描等,激光掃描儀又有點(diǎn)激光、線激光、面激光的區(qū)別。
三維掃描儀功能:
1:三維掃描儀的用途是創(chuàng)建物體幾何表面的 點(diǎn)云(point cloud),這些點(diǎn)可用來(lái)插補(bǔ)成物體的表面形狀,越密集的點(diǎn)云可以創(chuàng)建更精確的模型(這個(gè)過(guò)程稱做三維重建)。若掃描儀能夠取得表面顏色,則可進(jìn)一步在重建的表面上粘貼材質(zhì)貼圖,亦即所謂的材質(zhì)印射(texture mapping)。
2: 三維掃描儀可模擬為照相機(jī),它們的視線范圍都體現(xiàn)圓錐狀,信息的搜集皆限定在一定的范圍內(nèi)。兩者不同之處在于相機(jī)所抓取的是顏色信息,而三維掃描儀測(cè)量的是距離。
拍照式三維掃描儀
拍照式三維掃描儀原理
拍照式三維掃描儀原理
拍照式三維掃描儀掃描原理類似于照相機(jī)拍攝照片而得名,是為滿足工業(yè)設(shè)計(jì)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(shì),可按需求自由調(diào)整測(cè)量范圍,從小型零件掃描到車身整體測(cè)量均能完美勝任,具備極高的性能價(jià)格比。目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)中,真正為客戶實(shí)現(xiàn) "一機(jī)在手,設(shè)計(jì)無(wú)憂"!拍照式結(jié)構(gòu)光三維掃描儀是一種高速高精度的三維掃描測(cè)量設(shè)備,采用的是目前國(guó)際上最先進(jìn)的結(jié)構(gòu)光非接觸照相測(cè)量原理。結(jié)構(gòu)光三維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(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的復(fù)合三維非接觸式測(cè)量技術(shù)。采用這種測(cè)量原理,使得對(duì)物體進(jìn)行照相測(cè)量成為可能,所謂照相測(cè)量,就是類似于照相機(jī)對(duì)視野內(nèi)的物體進(jìn)行照相,不同的是照相機(jī)攝取的是物體的二維圖象,而研制的測(cè)量?jī)x獲得的是物體的三維信息。與傳統(tǒng)的三維掃描儀不同的是,該掃描儀能同時(shí)測(cè)量一個(gè)面。測(cè)量時(shí)光柵投影裝置投影數(shù)幅特定編碼的結(jié)構(gòu)光到待測(cè)物體上,成一定夾角的兩個(gè)攝像頭同步采得相應(yīng)圖象,然后對(duì)圖象進(jìn)行解碼和相位計(jì)算,并利用匹配技術(shù)、三角形測(cè)量原理,解算出兩個(gè)攝像機(jī)公共視區(qū)內(nèi)像素點(diǎn)的三維坐標(biāo)。拍照式三維掃描儀可隨意搬至工件位置做現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,并可調(diào)節(jié)成任意角度作全方位測(cè)量,對(duì)大型工件可分塊測(cè)量,測(cè)量數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)自動(dòng)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(cè)量。
三維掃描儀原理圖
三維掃描儀原理圖
拍照式三維掃描儀采用的是白光光柵掃描,以非接觸三維掃描方式工作,全自動(dòng)拼接,具有高效率、高精度、高壽命、高解析度等優(yōu)點(diǎn),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(jì)(RD,比如快速成型、三維數(shù)字化、三維設(shè)計(jì)、三維立體掃描等)、逆向工程(RE,如逆向掃描、逆向設(shè)計(jì))及三維檢測(cè)CAV),是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、品質(zhì)檢測(cè)的必備工具。三維掃描儀在部分地區(qū)又稱為激光抄數(shù)機(jī)或者3D抄數(shù)機(jī)。
拍照式光學(xué)三維掃描儀,其結(jié)構(gòu)原理主要由光柵投影設(shè)備及兩個(gè)工業(yè)級(jí)的CCD Camera所構(gòu)成,由光柵投影在待測(cè)物上,并加以粗細(xì)變化及位移,配合CCD Camera將所擷取的數(shù)字影像透過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)算處理,即可得知待測(cè)物的實(shí)際3D外型。
拍照式三維掃描儀采用非接觸白光技術(shù),避免對(duì)物體表面的接觸,可以測(cè)量各種材料的模型,測(cè)量過(guò)程中被測(cè)物體可以任意翻轉(zhuǎn)和移動(dòng),對(duì)物件進(jìn)行多個(gè)視角的測(cè)量,系統(tǒng)進(jìn)行全自動(dòng)拼接,輕松實(shí)現(xiàn)物體360高精度測(cè)量。并且能夠在獲取表面三維數(shù)據(jù)的同時(shí),迅速的獲取紋理信息,得到逼真的物體外形,能快速的應(yīng)用于制造行業(yè)的掃描。