三維掃描儀的工作原理

　　隨著信息和通信技術(shù)的發(fā)展，人們在生活和工作中接觸到越來越多的圖形圖像。獲取圖像的方法包括使用各種攝像機(jī)、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、面形檢測、實物仿形、自動加工、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)化為計算機(jī)能直接處理的三維數(shù)字模型。三維掃描儀正是實現(xiàn)三維信息數(shù)字化的一種極為有效的工具。

　　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。 接觸式的采用探測頭直接接觸物體表面，通過探測頭反饋回來的光電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字面形信息，從而實現(xiàn)對物體面形的掃描和測量，主要以三坐標(biāo)測量機(jī)為代表。

　　接觸式測量具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性；配合測量軟件，可快速準(zhǔn)確地測量出物體的基本幾何形狀，如面，圓，圓柱，圓錐，圓球等。其缺點是：測量費用較高；探頭易磨損。測量速度慢；檢測一些內(nèi)部元件有先天的限制，故欲求得物體真實外形則需要對探頭半徑進(jìn)行補(bǔ)償，因此可能會導(dǎo)致修正誤差的問題；接觸探頭在測量時，接觸探頭的力將使探頭尖端部分與被測件之間發(fā)生局部變形而影響測量值的實際讀數(shù)；由于探頭觸發(fā)機(jī)構(gòu)的慣性及時間延遲而使探頭產(chǎn)生超越現(xiàn)象，趨近速度會產(chǎn)生動態(tài)誤差。

　　隨著計算機(jī)機(jī)器視覺這一新興學(xué)科的興起和發(fā)展，用非接觸的光電方法對曲面的三維形貌進(jìn)行快速測量已成為大趨勢。這種非接觸式測量不僅避免了接觸測量中需要對測頭半徑加以補(bǔ)償所帶來的麻煩，而且可以實現(xiàn)對各類表面進(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量、結(jié)構(gòu)光掃描測量和工業(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，對物體表面不會有損傷，同時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/秒的速度，而照相式三維掃描儀則采用面光，速度更是達(dá)到幾秒鐘百萬個測量點，應(yīng)用與實時掃描，工業(yè)檢測具有很好的優(yōu)勢。

　　三維掃描儀的應(yīng)用對比

　　1、三維掃描儀的選購技巧

　　逆向工程不僅僅是對現(xiàn)實世界的模仿，更是對現(xiàn)實世界的改造，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，對于微小，或者非常細(xì)微的樣件就無法滿足要求。掃描會出現(xiàn)一些死角。

　　拍照式面三維掃描儀：

　　此類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，來補(bǔ)充一些沒有掃到的點，去掉一些雜質(zhì)點或者多出來的部分，或者光滑化表面，從而使得文件更完美。

　　常用浮雕處理軟件為ARTCAM

　　目前市面的四大逆向工程軟件為：

　　1.由美國EDS公司出品的Imageware

　　2.由美國Raindrop公司出品的Geomagic Studio

　　3.由英國DELCAM公司出品的CopyCAD

　　4.由韓國INUS公司出品的RapidForm

　　3、顯像粉的影響

　　如果產(chǎn)品表面顏色偏暗或者反光有點亮，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，對掃描效果來講影響不大，是可擦型的，一般的金屬材料，塑料等，都可以用布或者刷子直接擦掉，無需其他的化學(xué)試劑或者水。不會損壞物體表面，對于掃描結(jié)果無影響。

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