三維掃描儀的工作原理 三維掃描儀的應(yīng)用

三維掃描儀的工作原理

隨著信息和通信技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)谏詈凸ぷ髦薪佑|到越來(lái)越多的圖形圖像。獲取圖像的方法包括使用各種照相機(jī)、掃描儀等，利用這些手段通常只能得到物體的平面圖像，即物體的二維信息。在許多領(lǐng)域，如機(jī)器視覺(jué)、面形檢測(cè)、實(shí)物仿形、自動(dòng)加工、產(chǎn)品質(zhì)量控制、生物醫(yī)學(xué)等，物體的三維信息是必不可少的。因此，如何如何迅速獲取物體的立體彩色信息并將其轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能直接處理的三維數(shù)字模型。三維掃描儀正是實(shí)現(xiàn)三維信息數(shù)字化的一種有效的工具。

常用的三維掃描儀根據(jù)傳感方式的不同，分為接觸式和非接觸式兩種。 接觸式的采用探測(cè)頭直接接觸物體表面，通過(guò)探測(cè)頭反饋回來(lái)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字面形信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體面形的掃描和測(cè)量，主要以三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為代表。

接觸式測(cè)量具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性；配合測(cè)量軟件，可快速準(zhǔn)確地測(cè)量出物體的基本幾何形狀，如面，圓，圓柱，圓錐，圓球等。其缺點(diǎn)是：測(cè)量費(fèi)用較高；易磨損。測(cè)量速度慢；檢測(cè)一些內(nèi)部元件有先天的限，故欲求得物體真實(shí)外形則需要對(duì)半徑進(jìn)行補(bǔ)償，因此可能會(huì)導(dǎo)致修正誤差的問(wèn)題；接觸在測(cè)量時(shí)，接觸的力將使端部分與被測(cè)件之間發(fā)生局部變形而影響測(cè)量值的實(shí)際讀數(shù)；由于觸發(fā)機(jī)構(gòu)的慣性及時(shí)間延遲而使產(chǎn)生超越現(xiàn)象，趨近速度會(huì)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)誤差。

隨著計(jì)算機(jī)機(jī)器視覺(jué)這一新興學(xué)科的興起和發(fā)展，用非接觸的光電方法對(duì)曲面的三維形貌進(jìn)行快速測(cè)量已成為大趨勢(shì)。這種非接觸式測(cè)量不僅避免了接觸測(cè)量中需要對(duì)測(cè)頭半徑加以補(bǔ)償所帶來(lái)的麻煩，而且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)表面進(jìn)行高速三維掃描。

目前，非接觸式三維掃描儀很多，根據(jù)傳感方法不同，常用的有基于激光掃描測(cè)量、結(jié)構(gòu)光掃描測(cè)量和工業(yè)CT等的，分別代表市面上主流的三維激光掃描儀，照相式三維掃描儀，和CT斷層掃描儀等。

采用非接觸式三維掃描儀因其接觸性，對(duì)物體表面不會(huì)有損傷，同時(shí)相比接觸式的具有速度快，容易操作等特征，三維激光掃描儀可以達(dá)到5000－10000點(diǎn)/秒的速度，而照相式三維掃描儀則采用面光，速度更是達(dá)到幾秒鐘百萬(wàn)個(gè)測(cè)量點(diǎn)，應(yīng)用與實(shí)時(shí)掃描，工業(yè)檢測(cè)具有很好的優(yōu)勢(shì)。

三維掃描儀的應(yīng)用對(duì)比

1、三維掃描儀的選購(gòu)技巧

逆向工程不僅僅是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的模仿，更是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的改造，是一種超越。為了提高生產(chǎn)加工效率，但又不能損失精度，選用合適的三維掃描儀是非常重要的。

目前，市場(chǎng)上較多的為：三坐標(biāo)，激光線三維掃描儀，拍照式面三維掃描儀。

相關(guān)特性

三坐標(biāo)：

對(duì)于曲面變化不大的工件，效果較好。如果工件曲面特征比較細(xì)微，或者工件表面易損壞，那么掃坐標(biāo)抄數(shù)就不是一個(gè)很恰當(dāng)?shù)倪x擇。

激光三維掃描儀：

掃描速度較慢，但是精度在70u左右。激光光斑直徑大，對(duì)于微小，或者非常細(xì)微的樣件就無(wú)法滿(mǎn)足要求。掃描會(huì)出現(xiàn)一些死角。

拍照式面三維掃描儀：

此類(lèi)三維掃描儀是第三代三維掃描儀，速度較快，精度在100U如：精易迅PTS三維掃描儀

2、后續(xù)處理軟件

一般掃描完成后，需要進(jìn)行后續(xù)處理，來(lái)補(bǔ)充一些沒(méi)有掃到的點(diǎn)，去掉一些雜質(zhì)點(diǎn)或者多出來(lái)的部分，或者光滑化表面，從而使得文件更好。

3、顯像粉的影響

如果產(chǎn)品表面顏色偏暗或者反光有點(diǎn)亮，需要噴涂顯像粉。可選用顯像粉是非常稀薄的，顆粒在1微米左右，對(duì)掃描效果來(lái)講影響不大，是可擦性的，一般的金屬材料，塑料等，都可以用布或者刷子直接擦掉，無(wú)需其他的化學(xué)試劑或者水。不會(huì)損壞物體表面，對(duì)于掃描結(jié)果無(wú)影響。