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关于三维扫描仪,你需要知道这些?

点击次数:110 发布时间:2023-01-10
  1.什么是三维扫描仪?
  一种可以获取物体表面坐标、颜色等信息的实物数字化工具。通常基于计算机视觉原理,利用立体视觉技术(双目相机或单目相机+投影仪)实现。可形象的称之为三维照相机,即可以输出物体三维坐标和颜色信息的照相机。
  2.我可以拿三维扫描仪做什么?
  三维扫描仪核心功能是可以实现实物数字化,即可以获取一个现实世界中物体的数字化模型。因此,与此相关的需求都可以使用三维扫描仪实现,如逆向建模、文物考古、虚拟现实、商品展示、游戏动漫等领域现在都在大量使用三维扫描仪。
  3.三维扫描仪有哪些类型?
  为了获得较高的扫描精度,一般需要人为在被扫描物体表面制造标记。这种标记通常由向物体表面投射某种结构光来实现。常见的结构光通常有两种,即线结构光和面结构光。激光是线结构光的一种典型代表,又可以分为单线激光和多线激光;面结构光可以通过投影仪来实现,可使用普通卤素灯投影仪或专业投影仪来进行编码图案的投射,根据投射时编码图案的颜色不同,面结构光又可分为白光和蓝光两种。因此,按照上述分类标准,三维扫描仪主要可以分为激光扫描仪和结构光扫描仪两类。
  4.激光扫描仪的特点是什么?
  由于在单个视角下仅需投射一次,且仅需对激光线覆盖的部分进行三维重建,因此,激光三维扫描仪的单视角数据重建容易做到实时处理。但是,为了获取完整的物体表面数据,通常需要移动扫描仪至不同视角对物体进行观察。因此,结合手持扫描和圆形标记点定位的手持式三维激光扫描仪成为行业的主流解决方案。这种方案大化的提高了扫描的灵活性,可以很好的消除扫描死角。但是,相对于面结构光扫描,手持激光扫描涉及的算法更多,更全面,实现的门槛很高,因此也成为了行业的一个分水岭,通常情况下,只有具备足够研发实力的企业才能自主研发。
  5.面结构光/蓝光/白光扫描仪的特点是什么?
  不同于激光扫描,在单视角下面结构光一般需要进行多个编码图案的投影和拍摄(通常至少需要9个),因此,在这段时间内需要保持扫描仪和被测量物体的严格静止。面结构光的优势在于同时,相机采集到投影图案后可以通过处理算法给出整个场景内的物体表面数据。由于计算量较大,因此在没有GPU的辅助下,通常较难做到实时处理。
  6.为什么市面上都在宣传蓝光扫描仪?蓝光扫描仪一定好吗?
  其根源在于相机对不同波段的光线成像的灵敏度不同,通常,相机对于蓝色波段的光成像灵门度更好,因此,采用蓝光可以获得更好的扫描效果。根据上面的原理,蓝光扫描仪不一定比白光好,还要看所使用的相机的成像敏感区域是什么。
  7.三维扫描仪的精度真的有宣称的那么高吗?
  影响三维扫描仪精度的因素有很多,如相机分辨率、镜头焦距、标定算法以及使用者的操作经验等等。但是,通常情况下,扫描仪对于变化平缓部位的成像精度更高,通常可以达到0.05mm或更高。但是,对于物体中的尖锐部分,如桌沿或CAD工件中两个不同面的交界处,由于所投影的结构光容易发生散射,因此成像精度会下降,一种典型表现是三维扫描仪输出的数据变的平滑。上述现象可以通过使用高分辨率相机或大焦距镜头来改善。
  8.三维扫描仪的输出可以直接打印吗?
  对于简单的物体,三维扫描仪可以给出完整的表面数据,可以将模型直接用于三维打印。但是,通常情况下,还需要对模型进行额外的处理才能使用,如补洞、光顺甚至是逆向建模。实际上,基于扫描数据进行逆向建模,生成理想的三维模型是使用三维扫描仪的最佳方式,因为扫描数据中不可避免的包含了噪声、缺失等等,通过基于扫描数据的逆向建模,可以很好的解决上述问题。
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