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照相機、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，主要以三坐標測量機為代表。

接觸式測量具有較高的準確性和可靠性；配合測量軟件，可快速準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；易磨損。測量速度慢；檢測一些內(nèi)部元件有先天的限，故欲求得物體真實外形則需要對半徑進行補償，因此可能會導(dǎo)致修正誤差的問題；接觸在測量時，接觸的力將使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)；由于觸發(fā)機構(gòu)的慣性及時間延遲而使產(chǎn)生超越現(xiàn)象，趨近速度會產(chǎn)生動態(tài)誤差。

隨著計算機機器視覺這一新興學(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償所帶來的麻煩，而且可以實現(xiàn)對各類表面進行高速三維掃描。

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，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：

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微，或者工件表面易損壞，那么掃坐標抄數(shù)就不是一個很恰當?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，需要進行后續(xù)處理，來補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亮，需要噴涂顯像粉?？蛇x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。