三维扫描是一种集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术,它主要用于对物体空间外形和结构尺寸及色彩进行扫描,在不接触被测物体表面的情况下,可以获取物体表面参数信息,一比一还原到计算机中。
三维扫描的应用主要有两大方向:逆向工程和三维检测。
逆向工程技术就是三维扫描仪对实物原型进行3D扫描、数据采集,经过数据处理、三维重构等过程,构造具有相同形状结构的三维模型。然后再对原型进行复制或在原形的基础上进行优化,实现创新设计。
三维检测则是在不对扫描工件造成磨损破坏的前提下,三维扫描仪扫描被测物体表面,可以直接获取到被测物体三维尺寸信息,从而可以测量工件各个位置的偏差,基于比对结果给出修正方案。
三维扫描技术的出现,大大提高了产品生产流程的效率,不仅缩短了产品研发周期,还能加快产品质检的效率和质量,不管是对于竞争激烈的市场还是追求创新发展的企业来说,三维扫描技术都是必不可少的。
在应用领域上,三维扫描技术以其快速,非接触,实时动态、高精度,数字化、自动化等特性,被广泛应用于航空航天、工业制造、汽车(轨道交通)、建筑工程、文物考古、机械制造、数字城市、医疗、消费品电子等十多个领域,市场潜力极大。
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三维扫描技术原理
三维扫描仪的基本工作原理是:采用一种结合结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术的复合三维非接触式测量技术。
采用这种测量原理,使得对物体进行照相测量成为可能,所谓照相测量,就是类似于照相机对视野内的物体进行照相,不同的是照相机摄取的是物体的二维图象,而研制的测量仪获得的是物体的三维信息。
与传统的三维扫描仪不同的是,该扫描仪能同时测量一个面。
测量时光栅投影装置投影数幅特定编码的结构光到待测物体上,成一定夹角的两个摄像头同步采得相应图象,然后对图象进行解码和相位计算,并利用匹配技术、三角形测量原理,解算出两个摄像机公共视区内像素点的三维坐标。
三维扫描仪的应用
1、逆向工程
逆向工程,是一种技术过程,即对一项目标产品进行逆向分析及研究,从而演绎并得出该产品的处理流程、组织结构、功能性能规格等设计要素,以制作出功能相近,但又不完全一样的产品。
逆向工程源于商业及军事领域中的硬件分析。
2、文化资产
透过3D扫描可将各种对象进行记录,小至各种文物、艺术品,大至历史建筑、街区建筑甚至整体都市环境都可以透过扫描数字化,作为文化资产上之应用。
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