随着现代制造业的发展,如何能迅速有效的提高生产效率和生产质量,3d扫描仪的出现不仅大大的提高了生产效率,而且还缩小了生产成本。目前,3d扫描仪虽然在汽车交通、航空航天、电子电器、模具行业、雕刻行业、陶瓷卫浴、鞋模、玩具动漫、教学应用等行业中广泛应用,3d扫描仪实际非常实用的两个用途就是三维检测和逆向工程。
3d扫描仪现状及运用
01.为什么需要三维扫描仪?
对于对制造、工程、设计、开发或测试感兴趣的消费者,3d扫描是捕获物体三维模型最流行和最省时的方法。相比三维软件建模,3d扫描仪通常可以创建质量和适配性更高的部件。
3d扫描仪帮助我们将物理对象更好地概念化设计,建立建模基础原型。它可以捕获物体三维数据外形,导入三维软件即可操作进行数据处理;也可以将三维数据通过3d打印机进行3d打印。
02. 3d扫描仪在工业领域的应用
3d扫描仪在工业制造领域使用范围非常广,在汽车的整车及制造,航空航天、轨道交通、机械制造的逆向造型、质量控制、产品设计方面都发挥了重要作用,大大减少三维重建的时间,提高三维重建的效率,已被工业领域的企业广泛认可。
03.3d扫描仪在消费级领域的应用
三维扫描在消费级领域同样也很受欢迎,消费者通过3d扫描仪捕捉家庭用品的模型,或者将爱好物品在线分享。通常情况下,消费者会同时购买3d扫描仪和3d打印机两套设备,帮助消费者迅速复制真实世界对象的副本。通过使用建模软件,对被扫描的物体进行微调,创建完全独特的3d模型。
04.3d扫描技术现状
目前,在三维扫描的工业领域技术已经较为成熟,工业级手持式3d扫描仪的扫描精度最高可以达到0.03mm(非体积精度),扫描速率也可达到几十万次测量每秒,可以轻松对不同大小的物体进行迅速三维重建。但在消费级领域,三维扫描仪的产品技术相对比较薄弱,在三维扫描仪的便携性、功能性、扫描速率和扫描精度等等方面都非常有限,在物体的真实度还原上还远远不够。因此,未来消费级三维扫描仪的产品性能提升,还需要工业领域的三维扫描研发技术支持。
光学自由曲面没有严格确切的定义,通常是指无法用球面或者非球面系数来表示的光学曲面,主要是指非旋转对称的曲面或者只能用参数向量来表示的曲面(如nurbs曲面、光学自由曲面已经在日常生活的各个方面获得了愈来愈广泛的应用。
手持式三维扫描仪的测量精度是获取高质量自由曲面的关键。因此,如何有效评价三维扫描仪的测量能力具有非常重要的意义。
三维扫描仪技术与传统测量技术相比具有以下优势:
1、非接触测量
三维激光扫描技术采用非接触扫描目标的方式进行测量,无需反射棱镜,对扫描目标物体不需进行任何表面处理,直接采集物体表面的三维数据,所采集的数据完全真实可靠。可以用于解决危险目标、环境(或柔性目标、及人员难以企及的情况,具有传统测量方式难以完成的技术优势。
2、数据采样率高
目前,采用脉冲激光或时间激光的三维激光扫描仪采样点速率可达到数千点/秒,而采用相位激光方法测量的三维激光扫描仪甚至可以达到数十万点/秒,可见采样速率是传统测量方式难以比拟的。
3、主动发射扫描光源
三维激光扫描技术采用主动发射扫描光源(激光、,通过探测自身发射的激光回波信号来获取目标物体的数据信息,因此在扫描过程中,可以实现不受扫描环境的时间和空间的约束。
4、高分辨率、高精度
三维激光扫描技术可以迅速、高精度获取海量点云数据,可以对扫描目标进行高密度的三维数据采集,从而达到高分辨率的目的。
5、数字化采集,兼容性好
三维激光扫描技术所采集的数据是直接获取的数字信号,具有全数字特征,易于后期处理及输出;用户界面友好的后处理软件能够与其它常用软件进行数据交换及共享。
6、可与gps系统配合使用
这些功能大大扩展了三维激光扫描技术的使用范围,对信息的获取更加全面、准确。内置数码摄相机的使用,增强了彩色信息的采集,使扫描获取的目标信息更加全面。gps定位系统的应用,使得三维激光扫描技术的应用范围更加广泛,与工程的结合更加紧密,近一步提高了侧量数据的准确性。
7、结构紧凑、防护能力强适合野外使用
目前常用的扫描设备一般具有体积小、重量轻、防水、防潮,对使用条件要求不高,环境适应能力强,适于野外使用。
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