三维扫描仪分原理特点应用

1、定义：快速获取物体的立体彩色信息并将其转化为计算机能直接处理的三维数字模型 的仪器。即：快速实现三维信息数字化的一种极为有效的工具。三维扫描仪的分类：接触式三维扫描仪；非接触式三维扫描仪；接触式三维扫描仪：其点优是：1具有较高的准确性和可靠性；2配合测量软件，可快速准确地测量出物体的基本几何形状。其缺点是：1测量费用较高；2探头易磨损且容易划伤被测物体表面；3测量速度慢；检测一些内部元件有先天的限制；4接触探头在测量时，接触探头的力将使探头尖端部分与被测件之间发生局部变形而 影响测量值的实际读数；5由于探头触发机构的惯性及时间延迟而使探头产生超越现象，趋近速度会产生动态 误。非接触式三维扫描仪

2、：1非接触式的光电方法对曲面的三维形貌进行快速测量已成为大趋势；2对物体表面不会有损伤;3相比接触式的具有速度快， 容易操作等特征，三维激光扫描仪可以达到 5000 10000 点/秒的速度，而照相式三维扫描仪则采用面光，速度更是达到几秒钟百万个测量点，应用 与实时扫描，工业检测具有很好的优势。非接触式三维扫描仪分为：照相式；激光式两种；1激光式扫描仪 属于较早的产品，由扫描仪发出一束激光光带，光带照射到被测物体上并在被测物体上移动时，就可以采集出物体的实际形状。2照相式扫描仪是针对工业产品涉及领域的新一代扫描仪，与传统的激光扫描仪和三座标测量系统比较，其测量速度提高了数十倍。由于有效的控制了

3、整合误差，整体测量精度也大大提高。其采用可见光将特定的光栅条纹投影到测量工作表面，借助两个高分辨率CCD数码相机对光栅干涉条纹进行拍照，利用光学拍照定位技术和光栅测量原理，可在极短时间内获得复杂工作表面的完整点云。其独特的流动式设计和不同视角点云的自动拼合技术使扫 描不需要借助于机床的驱动，扫描范围可达12M，而扫描大型工件则变得高效、轻松和容易。其高质量的完美扫描点云可用于汽车制造业中的产品开发、逆向工程、快速成型、质量控制，甚至可实现直接加工。三维扫描仪的应用：工业设计制鞋行业精密雕刻行业汽车工业玩具行业 模具制造行业数码设计行业工艺品行业动漫设计行业动漫设计行业服装设 计行业文物保护与古

4、董修复陶瓷卫浴行业家电产品设计医学与人体美容珠宝饰品设计教育行业等 行业三维扫描仪原理三维扫描仪（3D scanner）是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状（几何构造）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导弓I、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。三维扫描仪的制作并非仰赖单一技术，各种不同的重建技术都有其优缺点，成本与售价也有高低之分。目前并无一体通用之重建技术，仪器与方法

5、往往受限于物体的表面特性。例如光学技术不易处理闪亮（高反照率）、镜面或半透明的表面，而激光技术不适用于脆弱或易变质的表面。三维扫描仪功能三维扫描仪的用途是创建物体几何表面的点云（point cloud ），这些点可用来插补成物体的表面形状，越密集的点云可以创建更精确的模型（这个过程称做三维重 建）。若扫描仪能够取得表面颜色，则可进一步在重建的表面上粘贴材质贴图，亦即 所谓的材质印射（texture mappi ng ）。三维扫描仪可模拟为照相机，它们的视线范围都体现圆锥状，信息的搜集皆限定 在一定的范围内。两者不同之处在于相机所抓取的是颜色信息，而三维扫描仪测量的 是距离。铁牛拍照式三维扫描仪

6、拍照式三维扫描仪扫描原理类似于照相机拍摄照片而得名，是为满足工业设计行业应用需求而研发的产品，它集高速扫描与高精度优势，可按需求自由调整测量范围，从小型零件扫描到车身整体测量均能完美胜任，具备极高的性能价格比。目前已 广泛应用于工业设计行业中，真正为客户实现"一机在手，设计无忧”！拍照式三维扫描仪拍照式结构光三维扫描仪是一种高速高精度的三维扫描测量设备，采用的是目前国际上最先进的结构光非接触照相测量原理。结构光三维扫描仪的基本原理是：采用 一种结合结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术的复合三维非接触式测量技术。采用这种测量原理，使得对物体进行照相测量成为可能，所谓照相测量，就是类

7、似于 照相机对视野内的物体进行照相，不同的是照相机摄取的是物体的二维图象，而研制 的测量仪获得的是物体的三维信息。与传统的三维扫描仪不同的是，该扫描仪能同时 测量一个面。测量时光栅投影装置投影数幅特定编码的结构光到待测物体上，成一定 夹角的两个摄像头同步采得相应图象，然后对图象进行解码和相位计算，并利用匹配 技术、三角形测量原理，解算出两个摄像机公共视区内像素点的三维坐标。拍照式三维扫描仪可随意搬至工件位置做现场测量，并可调节成任意角度作全方位测量，对大型工件可分块测量，测量数据可实时自动拼合，非常适合各种大小和形状物体（如汽车，摩托车外壳及内饰，家电，雕塑等）的测量。铁牛结构光便携式照相测量

8、仪的特点1）扫描速度极快，数秒内可得到100多万点2 ）一次得到一个面，测量点分布非常规则。3）精度高，可达4） 单次测量范围大（激光扫描仪一般只能扫描50mm宽的狭窄范围）5）便携，可搬到现场进行测量。6 ）可对无法放到工作台上的较重、大型工件（如模具、浮雕等）进行测量。7）大型物体分块测量、自动拼合。8） 大景深（激光扫描仪的扫描深度一般只有100多毫米，而结构光扫描仪的扫 描深度可达 300500mm结构光三维扫描仪的典型应用可用于包含下列应用的广泛领域：逆向工程（RE）/快速成型（RP）1 ）扫描实物，建立CAD数据；或是扫描模型，建立用于检测部件表面的三维数据。2） 对于不能使用三维

9、CAD数据的部件，建立数据。3）竞争对手产品与自己产品的确认与比较，创建数据库。4）使用由 RP创建的真实模型，建立和完善产品设计。5）有限元分析的数据捕捉。检测（CAT）/CAE1）生产线质量控制和产品元件的形状检测例如：金属铸件锻造，加工冲模和浇铸，塑料部件（压塑模，滚塑模，注塑模），钢板冲压，木制品，复合及泡沫产品。其他应用1 ）文物的录入和电子展示2）牙齿及畸齿矫正3）整容及上颌面手术三维扫描仪从仿样、设计、加工全过程数字化，这一全新的制作方式，传统手工 雕刻无法可比三维扫描仪按产品可分为：第一代三维扫描仪：点测量代表系统有：三坐标测量仪；点激光测量仪；关节臂扫描仪（精度不高）通过每

10、一次的测量点反映物体表面特征，优点是精度高，但速度慢，如果要做逆向工程，只 能在测量较规则物体上有优势。定义：适合做物体表面误差检测用。第二代三维扫描仪：线测量代表系统有：三维台式激光扫描仪，三维手持式激光扫描仪，关节臂+激光扫描头。通过一段（一般为几公分，激光线过长会发散）有效的激光线照射物体表面，再 通过传感器得到物体表面数据信息。定义：适合扫描中小件物体，扫描景深小（一般只有5公分），精度较低，此代系统是发展比较成熟的，受产品原理影响目前已经是过渡性产品。第三代三维扫描仪：面扫描代表系统：拍照式三维扫描仪（绵阳铁牛科技 结构光、光栅式扫描仪，三维摄影测量系统等。通过一组（一面光）光栅的位移，再同时 经过传感器而采集到物体表面的数据信息。其工作原理为：光栅发射器投射一系列光栅条纹到物体表面