結(jié)構(gòu)光三維掃描儀簡介及原理
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)、相位測量技術(shù)、計算機(jī)視覺技術(shù)的復(fù)合三維非接觸式測量技術(shù),稱為“結(jié)構(gòu)光三維掃描儀”。采用這種測量原理,使得對物體進(jìn)行照相測量成為可能,所謂照相測量,就是類似于照相機(jī)對視野內(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,而研制的測量儀獲得的是物體的三維信息。
結(jié)構(gòu)光三維掃描儀簡介
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合。高速的掃描使得用戶在很短時間內(nèi)得到所需的數(shù)據(jù),大大縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期,三維掃描儀廣泛應(yīng)用于逆向工程、人體測量、質(zhì)量檢測及控制、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)、相位測量技術(shù)、計算機(jī)視覺技術(shù)的復(fù)合三維非接觸式測量技術(shù)。所以又稱之為“三維結(jié)構(gòu)光掃描儀”。采用這種測量技術(shù),使得對物體進(jìn)行照相測量成為可能,所謂照相測量,就是類似于照相機(jī)對視野內(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,而研制的測量儀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,該掃描儀能同時測量一個面。測量時光柵投影裝置投影數(shù)幅特定編碼的結(jié)構(gòu)光到待測物體上,成一定夾角的兩個攝像頭同步采得相應(yīng)圖象,然后對圖象進(jìn)行解碼和相位計算,并利用匹配技術(shù)、三角形測量原理,解算出兩個攝像機(jī)公共視區(qū)內(nèi)像素點的三維坐標(biāo)。
三維掃描技術(shù)能實現(xiàn)非接觸測量,且具有速度快、精度高的優(yōu)點。而且其測量結(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)國家的制造業(yè)中,三維掃描儀作為一種快速的立體測量設(shè)備,因其測量速度快、精度高,非接觸,使用方便等優(yōu)點而得到越來越多的應(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。
三維掃描儀是對一個空間物體的表面實行掃描,一般只識別記錄物體表面的形狀而不管其表面的顏色圖案等。建立一個三維立體坐標(biāo)系,把對象物體表面各部分的點排列在這個坐標(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,記錄的是一個實體內(nèi)部的每一個點,所以叫2.5維似乎更貼切……
PTS系列三維掃描系統(tǒng)特點
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、逆向工程、質(zhì)量檢測和控制、醫(yī)學(xué)測量等領(lǐng)域,產(chǎn)品主要具有以下特點:
1.掃描速度與精度的完美結(jié)合
單面掃描時間少于5秒;
采用全自動拼接技術(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、皮革類等表面易變形物體及人體掃描。
2.操作簡便
操作界面簡潔明了,初學(xué)者易上手,短時間內(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,對人體無傷害。對環(huán)境要求不敏感,不需要在暗室中操作。
4.全自動拼接
運用標(biāo)志點拼接技術(shù),掃描過程中不用人為干預(yù),對大型物體多次拍攝,對復(fù)雜物體多角度掃描,可得到完整、精確的三維點云數(shù)據(jù)。
5.精細(xì)拼接
采用獨特的PTS系統(tǒng),將掃描所得數(shù)據(jù)的公共部分中所有點進(jìn)行最佳匹配運算,該算法拼合精度高 、運算速度快,使工件的整體誤差控制在一定范圍內(nèi),解決了拼接過程中可能會出現(xiàn)的分層問題。
6.自動提取工件邊界
由普通非接觸掃描儀采集的點云數(shù)據(jù)在工件邊緣處都會產(chǎn)生圓角,使工程師在制圖時很難準(zhǔn)確地提取出工件的邊界。
PTS三維掃描儀具有獨特的邊界提取功能,在掃描過程中即可自動提取出工件邊界,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 。