3D扫描测量仪是一种怎样的科学仪器呢
时间：2024-09-26 阅读：453
3D扫描测量仪是一种科学仪器，用于检测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质)。它通过搜集数据，进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有广泛的应用，包括但不限于工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等。3D扫描测量仪的制作并不依赖于单一技术，而是利用了多种重建技术，每种技术都有其优缺点，成本与售价也有所不同。目前并没有一种通用的重建技术，仪器与方法往往受限于物体的表面特性。例如，光学技术不易处理闪亮(高反照率)、镜面或半透明的表面，而激光技术不适用于脆弱或易变质的表面。
3D扫描测量仪的应用领域广泛，无论是在制造业、建筑业还是虚拟现实等领域，3D扫描仪都提供了许多解决方案。由于三维扫描仪具有测量速度快、精度高、非接触且使用方便等优点，它作为一种快速的立体测量设备得到了越来越多的应用。通过三维扫描仪对手板、样品、模型进行扫描，可以得到其立体尺寸数据，这些数据能直接与CAD/CAM软件接口，在CAD系统中对数据进行调整、修补后再送到加工中心或快速成型设备上制造，可以大地缩短产品制造周期。此外，手持式3D三维扫描仪利用光栅发射的激光扫描获取物体表面三维点云数据，是一种非接触式三维摄影测量系统。
工作原理：
1.激光扫描:通过发射激光束到物体表面，并接收反射回来的激光，测量激光发射和接收之间的时间差或角度变化，以确定物体表面点到扫描仪的距离。
2.结构光技术:向物体投射特定的光模式(如条纹、点或网格)，然后使用相机捕获这些光模式在物体表面上的变形，通过对变形光模式的分析，计算出物体表面的三维信息.
3.相位测量技术:通过向物体表面投射正弦波形的光，并检测反射光的相位变化来确定物体表面的三维形状。
4.立体视觉技术:使用两个相机从稍微不同的角度同时拍摄物体，通过分析两个相机捕获的图像之间的差异(即视差)，计算出物体表面点的三维坐标。