固定式三維掃描儀

2020-03-04 16:28
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三維掃描儀種類很多,其原理的各種各樣,其中固定式三維掃描儀應用最為廣泛,不過隨著激光技術的普及及進步,手持激光掃描儀的應用逐步增多。在此我們側重介紹下固定式結構光三維掃描儀。

固定式三維掃描儀有單目/雙目/四目甚至更多,采用技術種類也很多,有激光三角法,飛行時間法,紅外散斑技術等。

目前最普及的是固定式結構光雙目三維掃描儀,其采用的編碼結構光法是一種典型的主動式光學三維重構法,基本思想是利用結構光投影的集合信息來求得物體表面的三維信息,為了區分出投影在物體表面,在物體上形成圖案并由攝像機攝取,然后根據三角法和設備結構參數進行計算,得到物體表面的三角坐標。物點,投影儀,攝像機在空間形成三角關系,若投影儀,攝像機位置和方向都已知,則將同一條編碼條紋在投影光纖中的位置和在圖像中的位置代入空間三角關系,即可解算出物點的深度。


圖片1是.png


這個方法在測量過程中需要同時對攝像機和投影儀的空間姿態進行標定,其中投影儀的標定建立在攝像機標定的基礎上,計算比較復雜,且每次攝像機和投影儀的相對位置發生改變后都需要重新標定,過程比較繁瑣。

這類掃描儀可用于三維數據采集,逆向工程,數模對比,在線檢測等,從實際使用測試來說,適用于50cm尺寸以內的物體,最好是30cm以內,超過這個尺寸累計誤差偏大,建議采用手持激光三維掃描儀。固定式掃描儀單幅精度理論值在1.5絲左右,作者在給客戶廈門路達掃描書龍頭的時候,實際精度達到8um,是目前的精度最高記錄,印象深刻。多次檢測結果,30cm尺寸內的理論精度是2-3絲,具體要看用的配件質量和軟件算法,當然還有標定的精度等。

作者所在的公司,福建萬象三維自己開發的這款掃描儀,客戶大體上分成兩類,一大類是雕塑公司,用于采集雕塑的三維數據,在用于精雕機雕刻。另一類是電子類產品,用于產品逆向工程。其他客戶由汽配類企業用于數據分析檢測,也有學校用于教學。