結(jié)構(gòu)光三維掃描儀簡(jiǎn)介及原理
結(jié)構(gòu)光三維掃描儀采用一種結(jié)合結(jié)構(gòu)光技術(shù)、相位測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的復(fù)合三維非接觸式測(cè)量技術(shù),稱(chēng)為“結(jié)構(gòu)光三維掃描儀”。采用這種測(cè)量原理,使得對(duì)物體進(jìn)行照相測(cè)量成為可能,所謂照相測(cè)量,就是類(lèi)似于照相機(jī)對(duì)視野內(nèi)的物體進(jìn)行照相,不同的是照相機(jī)攝取的是物體的二維圖象,而研制的測(cè)量?jī)x獲得的是物體的三維信息。
結(jié)構(gòu)光三維掃描儀簡(jiǎn)介
三維掃描儀采用非接觸式光學(xué)掃描,除覆蓋接觸式掃描的適用范圍之外,可以用于對(duì)柔軟、易碎物體的掃描以及難于接觸或不允許接觸掃描的場(chǎng)合。高速的掃描使得用戶在很短時(shí)間內(nèi)得到所需的數(shù)據(jù),大大縮短了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期,三維掃描儀廣泛應(yīng)用于逆向工程、人體測(cè)量、質(zhì)量檢測(cè)及控制、藝術(shù)品制作復(fù)原及保護(hù)等各種領(lǐng)域
結(jié)構(gòu)光三維掃描儀基本原理
采用一種結(jié)合結(jié)構(gòu)光技術(shù)、相位測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的復(fù)合三維非接觸式測(cè)量技術(shù)。所以又稱(chēng)之為“三維結(jié)構(gòu)光掃描儀”。采用這種測(cè)量技術(shù),使得對(duì)物體進(jìn)行照相測(cè)量成為可能,所謂照相測(cè)量,就是類(lèi)似于照相機(jī)對(duì)視野內(nèi)的物體進(jìn)行照相,不同的是照相機(jī)攝取的是物體的二維圖像,而研制的測(cè)量?jī)x獲得的是物體的三維信息。與傳統(tǒng)的三維掃描儀不同的是,該掃描儀能同時(shí)測(cè)量一個(gè)面。測(cè)量時(shí)光柵投影裝置投影數(shù)幅特定編碼的結(jié)構(gòu)光到待測(cè)物體上,成一定夾角的兩個(gè)攝像頭同步采得相應(yīng)圖象,然后對(duì)圖象進(jìn)行解碼和相位計(jì)算,并利用匹配技術(shù)、三角形測(cè)量原理,解算出兩個(gè)攝像機(jī)公共視區(qū)內(nèi)像素點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
三維掃描技術(shù)能實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量,且具有速度快、精度高的優(yōu)點(diǎn)。而且其測(cè)量結(jié)果能直接與多種軟件接口,這使它在CAD、CAM、CIMS等技術(shù)應(yīng)用日益普及的今天很受歡迎。在發(fā)達(dá)國(guó)家的制造業(yè)中,三維掃描儀作為一種快速的立體測(cè)量設(shè)備,因其測(cè)量速度快、精度高,非接觸,使用方便等優(yōu)點(diǎn)而得到越來(lái)越多的應(yīng)用。三維掃描儀就是空間掃描儀,而我們熟悉的像復(fù)印機(jī)一樣的掃描儀是平面掃描儀,或者叫二維掃描儀。
三維掃描儀是對(duì)一個(gè)空間物體的表面實(shí)行掃描,一般只識(shí)別記錄物體表面的形狀而不管其表面的顏色圖案等。建立一個(gè)三維立體坐標(biāo)系,把對(duì)象物體表面各部分的點(diǎn)排列在這個(gè)坐標(biāo)系里,輸出或記錄。
嚴(yán)格講這里的所謂“三維”是打折扣的,只是記錄了曲面(物體外表面)坐標(biāo),而不是像醫(yī)院里的核磁共振儀一樣,記錄的是一個(gè)實(shí)體內(nèi)部的每一個(gè)點(diǎn),所以叫2.5維似乎更貼切……
PTS系列三維掃描系統(tǒng)特點(diǎn)
精易迅科技有限公司PTS系列三維掃描系統(tǒng)采用世界領(lǐng)先的光柵式照相技術(shù),在短時(shí)間內(nèi)獲取物體表面三維數(shù)據(jù),廣泛應(yīng)用于模具設(shè)計(jì)、逆向工程、質(zhì)量檢測(cè)和控制、醫(yī)學(xué)測(cè)量等領(lǐng)域,產(chǎn)品主要具有以下特點(diǎn):
1.掃描速度與精度的完美結(jié)合
單面掃描時(shí)間少于5秒;
采用全自動(dòng)拼接技術(shù),拼接精度可達(dá)0.04mm/m。非接觸式掃描采用非接觸光柵式照相掃描技術(shù),避免了因掃描頭磨損而影響精度,具有很高的穩(wěn)定性。適用于橡膠類(lèi)、皮革類(lèi)等表面易變形物體及人體掃描。
2.操作簡(jiǎn)便
操作界面簡(jiǎn)潔明了,初學(xué)者易上手,短時(shí)間內(nèi)可熟練操作。
3.采用安全的結(jié)構(gòu)光光源
PTS系列三維掃描儀采用安全的結(jié)構(gòu)光光源,對(duì)人體無(wú)傷害。對(duì)環(huán)境要求不敏感,不需要在暗室中操作。
4.全自動(dòng)拼接
運(yùn)用標(biāo)志點(diǎn)拼接技術(shù),掃描過(guò)程中不用人為干預(yù),對(duì)大型物體多次拍攝,對(duì)復(fù)雜物體多角度掃描,可得到完整、精確的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
5.精細(xì)拼接
采用獨(dú)特的PTS系統(tǒng),將掃描所得數(shù)據(jù)的公共部分中所有點(diǎn)進(jìn)行最佳匹配運(yùn)算,該算法拼合精度高 、運(yùn)算速度快,使工件的整體誤差控制在一定范圍內(nèi),解決了拼接過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的分層問(wèn)題。
6.自動(dòng)提取工件邊界
由普通非接觸掃描儀采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)在工件邊緣處都會(huì)產(chǎn)生圓角,使工程師在制圖時(shí)很難準(zhǔn)確地提取出工件的邊界。
PTS三維掃描儀具有獨(dú)特的邊界提取功能,在掃描過(guò)程中即可自動(dòng)提取出工件邊界,從而減少工程制圖中繁瑣的工作,提高工作效率。
7.數(shù)據(jù)兼容性強(qiáng)
掃描數(shù)據(jù)可輸出成asc、ply、iges等格式,能夠直接用于ImageWare、UG、Pro/E、CATIA、Geomagic、Polyworks等軟件 。