3D掃描技術(shù)的基本原理是什么?3D掃描技術(shù)基于多種測量原理,,主要包括激光三角法,、結(jié)構(gòu)光投影、相位差法與CT斷層掃描等,。其中,激光三角法是通過發(fā)射激光束到物體表面,,然后接收由表面反射回來的光線,,并根據(jù)光路角度變化計(jì)算出每個點(diǎn)的三維坐標(biāo);結(jié)構(gòu)光投影則是利用特定模式的光柵或條紋投射到物體表面,,通過相機(jī)捕捉變形后的圖案來獲取深度信息,;相位差法同樣運(yùn)用結(jié)構(gòu)光,通過分析投影光波在物體表面引起的相位變化來確定深度,;而CT斷層掃描則適用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的對象,,通過X射線或超聲波對物體進(jìn)行多角度成像并重建其內(nèi)部及外部三維模型。無論哪種方法,,目標(biāo)都是采集物體表面大量的離散點(diǎn)云數(shù)據(jù),,進(jìn)而構(gòu)建精確且細(xì)致的三維數(shù)字模型。三維掃描技術(shù)可以為影視制作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),。相機(jī)三維掃描
由于航空航天業(yè)需要精密的零部件,,因此 3D 掃描技術(shù)是用于制造和維護(hù)飛機(jī)的理想技術(shù)。當(dāng)今的航空航天公司使用三維掃描儀進(jìn)行檢查,、測量和建模,。不管零件位于何處或多么復(fù)雜,3D 掃描技術(shù)都可以處理從設(shè)計(jì)機(jī)身零件和噴氣發(fā)動機(jī)零件到飛機(jī)機(jī)身和駕駛艙區(qū)域建模的所有內(nèi)容,。非接觸式掃描儀可以捕獲數(shù)百萬個數(shù)據(jù)點(diǎn),,甚至可以測量和建模渦輪等復(fù)雜零件。將該方法與較舊的測量技術(shù)(例如坐標(biāo)測量機(jī)或卡尺)進(jìn)行比較,,可以只捕獲幾個點(diǎn),,并且掃描的優(yōu)勢和準(zhǔn)確性變得顯而易見。此外,,一旦從掃描過程中生成了 “點(diǎn)云”,,就可以將其直接合并到 CAD 軟件中,以進(jìn)行額外的測量和操作以及虛擬 3D 模型的生成,。在停機(jī)時間至關(guān)重要的行業(yè)中,,使用正確的三維掃描設(shè)備至關(guān)重要。相機(jī)三維掃描三維掃描技術(shù)在考古發(fā)掘中具有重要意義,。
現(xiàn)實(shí)場景實(shí)施數(shù)字化具有尤為重要的意義,,這在多種行業(yè)中都得以體現(xiàn)。比如,大型工廠通過三維掃描方法采集數(shù)據(jù),,即有一勞永逸之效,。紛繁復(fù)雜的工廠資產(chǎn)一目了然,不但便于管理和信息傳遞,,也可極大避免因數(shù)據(jù)不夠細(xì)致而帶來的無休止式信息采集,,從而節(jié)省時間、人力及資本投入,。三維掃描能夠?yàn)椴粩喔伦兓墓S提供準(zhǔn)實(shí)時的點(diǎn)云信息,,以應(yīng)對廠區(qū)的不斷演變。傳統(tǒng)的二維圖紙若想達(dá)到近實(shí)時的更新水平,,恐怕要付出巨大代價,;即便許多工廠的設(shè)計(jì)從一開始都采用了三維模型化設(shè)計(jì),但大多數(shù)工廠在運(yùn)營時期的局部更新也很難在初期模型中隨時跟進(jìn),。
三維掃描設(shè)備通常由一個光源,、一個或多個攝像機(jī)以及一個運(yùn)動系統(tǒng)組成。運(yùn)動系統(tǒng)支撐著若干個軸,,以便使被掃描的對象能夠朝著光源和攝像機(jī)進(jìn)行定位,。光源將定義好的線條投射到對象的表面上,隨后攝像機(jī)便能夠獲取線條的影像,。依據(jù)已知的角度以及攝像機(jī)與光源之間的距離(合稱為掃描頭),,被投射光線所反射的三維位置可以通過三角學(xué)原理計(jì)算得出。這種測量原理也被稱作 “三角形劃分”,,這個基本原理對于一個攝像機(jī)有效,,而兩個攝像機(jī)則能夠提升掃描的速度和精確度,并擴(kuò)大掃描覆蓋范圍,。三維掃描技術(shù)在教育領(lǐng)域具有創(chuàng)新應(yīng)用前景,。
3D掃描技術(shù)備受歡迎的原因是什么?1.高精度測量與建模:3D掃描技術(shù)能夠提供高分辨率與高精度的三維數(shù)據(jù),,生成精確到微米級別的數(shù)字模型,。這對于需要詳細(xì)幾何信息與表面紋理的應(yīng)用至關(guān)重要。2.非接觸式檢測與記錄:相比傳統(tǒng)接觸式測量手段,,3D掃描無需直接觸碰物體即可完成數(shù)據(jù)采集,,尤其適合對易損、脆弱或敏感對象進(jìn)行無損檢測,,如文物,、藝術(shù)品及精密部件等。3.快速高效的數(shù)據(jù)獲?。?D掃描技術(shù)可以快速捕獲大量點(diǎn)云數(shù)據(jù),,有效提高了原型設(shè)計(jì),、產(chǎn)品開發(fā)、逆向工程以及質(zhì)量控制等環(huán)節(jié)的工作效率,,有效縮短產(chǎn)品上市周期,。4.定制化服務(wù)需求增長:隨著個性化與定制化生產(chǎn)趨勢的加強(qiáng),3D掃描可滿足各種個性化定制需求,,例如定制化醫(yī)療器械,、個性化假體制造、個性化消費(fèi)產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)與生產(chǎn),。三維掃描技術(shù)為工業(yè)設(shè)計(jì)帶來創(chuàng)新思路,。zg三維掃描儀
三維掃描技術(shù)為文物保護(hù)提供了新手段。相機(jī)三維掃描
三維掃描的測量原理:1,、結(jié)構(gòu)光掃描儀原理:光學(xué)三維掃描系統(tǒng)是將光柵連續(xù)投射到物體表面,攝像頭同步采集圖像,,然后對圖像進(jìn)行計(jì)算,,并利用相位穩(wěn)步極線實(shí)現(xiàn)兩幅圖像上的三維空間坐標(biāo)(X、Y,、Z),,從而實(shí)現(xiàn)對物體表面三維輪廓的測量。2,、掃描儀原理:由于掃描法系以時間為計(jì)算基準(zhǔn),,故又稱為時間法。它是一種十分準(zhǔn)確,、快速且操作簡單的儀器,,且可裝置于生產(chǎn)在線,形成邊生產(chǎn)邊檢驗(yàn)的儀器,。掃描儀的基本結(jié)構(gòu)包含有光源及掃描器,、受光感(檢)測器、控制單元等部分,。光源為密閉式,,較不易受環(huán)境的影響,且容易形成光束,,常采用低功率的可見光,,如氦氖、半導(dǎo)體等,,而掃描器為旋轉(zhuǎn)多面棱規(guī)或雙面鏡,,當(dāng)光束射入掃描器后,即快速轉(zhuǎn)動使光反射成一個掃描光束,。光束掃描全程中,,若有工件即擋住光線,,因此可以測知直徑大小。測量前,,必須先用兩支已知尺寸的量規(guī)作校正,,然后所有測量尺寸若介于此兩量規(guī)間,可以經(jīng)電子信號處理后,,即可得到待測尺寸,。因此,又稱為測規(guī),。相機(jī)三維掃描