三维扫描仪测量技术

三维扫描仪分类为接触式与非接触式两种,后者又可分为主动扫描与被动扫描,这些分类下又细分出众多不同的技术方法。使用可见光视频达成重建的方法,又称做基于机器视觉的方式,是今日机器视觉研究主流之一。EwN拉力机,拉力试验机,剥离力试验机,恒温恒湿试验箱,高低温试验箱-广东越联仪器有限公司

接触式扫描,接触式三维扫描仪透过实际触碰物体表面的方式计算深度,如座标测量机即典型的接触式三维扫描仪。此方法相当精确,常被用于工程制造产业,然而因其在扫描过程中必须接触物体,待测物有遭到探针破坏损毁之可能,因此不适用于高价值对象如古文物、遗迹等的重建作业。此外,相较于其他方法接触式扫描需要较长的时间,现今较快的座标测量机每秒能完成数百次测量,而光学技术如激光扫描仪运作频率则高达每秒一万至五百万次。EwN拉力机,拉力试验机,剥离力试验机,恒温恒湿试验箱,高低温试验箱-广东越联仪器有限公司

非接触主动式扫描,主动式扫描是指将额外的能量投射至物体,借由能量的反射来计算三维空间信息。常见的投射能量有一般的可见光、高能光束、超音波与X射线。时差测距的3D激光扫描仪是一种主动式的扫描仪,其使用激光光探测目标物。图中的光达即是一款以时差测距为主要技术的激光测距仪。此激光测距仪确定仪器到目标物表面距离的方式,是测定仪器所发出的激光脉冲往返一趟的时间换算而得。即仪器发射一个激光光脉冲,激光光打到物体表面后反射,再由仪器内的探测器接收信号,并记录时间。由于光速为一已知条件,光信号往返一趟的时间即可换算为信号所行走的距离,此距离又为仪器到物体表面距离的两倍。显而易见的,时差测距式的3D激光扫描仪,其量测精度受到我们能多精确地量测时间,因为大约3.3皮秒的时间,光信号就走了1毫米。激光测距仪每发一个激光信号只能测量单一点到仪器的距离。因此,扫描仪若要扫描完整的视野,就必须使每个激光信号以不同的角度发射。而此款激光测距仪即可透过本身的水平旋转或系统内部的旋转镜达成此目的。旋转镜由于较轻便、可快速环转扫描、且精度较高,是较广泛应用的方式。典型时差测距式的激光扫描仪,每秒约可量测10,000到100,000个目标点。EwN拉力机,拉力试验机,剥离力试验机,恒温恒湿试验箱,高低温试验箱-广东越联仪器有限公司

三角测距3D激光扫描仪,也是属于以激光光去侦测环境情的主动式扫描仪。相对于飞时测距法,三角测距法3D激光扫描仪发射一道激光到待测物上,并利用摄影机查找待测物上的激光光点。随着待测物(距离三角测距3D激光扫描仪)距离的不同,激光光点在摄影机画面中的位置亦有所不同。这项技术之所以被称为三角型测距法,是因为激光光点、摄影机,与激光本身构成一个三角形。在这个三角形中,激光与摄影机的距离、及激光在三角形中的角度,是我们已知的条件。透过摄影机画面中激光光点的位置,我们可以决定出摄影机位于三角形中的角度。这三项条件可以决定出一个三角形,并可计算出待测物的距离。在很多案例中,以一线形激光条纹取代单一激光光点,将激光条纹对待测物作扫描,大幅加速了整个测量的进程。EwN拉力机,拉力试验机,剥离力试验机,恒温恒湿试验箱,高低温试验箱-广东越联仪器有限公司

手持激光扫描仪透过上述的三角形测距法建构出3D图形:透过手持式设备,对待测物发射出激光光点或线性激光光。以两个或两个以上的侦测器(电耦组件或位置感测组件)测量待测物的表面到手持激光产品的距离,通常还需要借助特定引用点-通常是具黏性、可反射的贴片-用来当作扫描仪在空间中定位及校准使用。这些扫描仪获得的数据,会被导入电脑中,并由软件转换成3D模型。手持式激光扫描仪,通常还会综合被动式扫描(可见光)获得的数据(如待测物的结构、色彩分布),建构出更完整的待测物3D模型。EwN拉力机,拉力试验机,剥离力试验机,恒温恒湿试验箱,高低温试验箱-广东越联仪器有限公司

调变光三维扫描仪在时间上连续性的调整光线的强弱,常用的调变方式是周期性的正弦波。借由观察视频每个像素的亮度变化与光的相位差,即可推算距离深度。调变光源可采用激光或投影机,而激光光能达到极高之精确度,然而这种方法对于噪声相当敏感。非接触被动式扫描,被动式扫描仪本身并不发射任何辐射线(如激光),而是以测量由待测物表面反射周遭辐射线的方法,达到预期的成效。由于环境中的可见光辐射,是相当容易获取并利用的,大部分这类型的扫描仪以侦测环境的可见光为主。但相对于可见光的其他辐射线,如红外线,也是能被应用于这项用途的。因为大部分情况下,被动式扫描法并不需要规格太特殊的硬件支持,这类被动式产品往往相当便宜。EwN拉力机,拉力试验机,剥离力试验机,恒温恒湿试验箱,高低温试验箱-广东越联仪器有限公司

发布时间: 2019-09-20 14:31:01
所属栏目: 技术文章
作者:越联
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