三维扫描仪测量原理是怎样的啊!求解答

2023-01-09

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参考知识1 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、机器人导引、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。
主要是采用扫描的方式逐点测量出了距离，然后计算出各点的空间位置，将测量物的信息存储到计算机当中。
常用的三维扫描仪根据传感方式的不同，分为接触式和非接触式两种。 接触式的采用探测头直接接触物体表面，通过探测头反馈回来的光电信号转换为数字面形信息，从而实现对物体面形的扫描和测量，主要以三坐标测量机为代表。 接触式测量具有较高的准确性和可靠性；配合测量软件，可快速准确地测量出物体的基本几何形状，如面，圆，圆柱，圆锥，圆球等。其缺点是：测量费用较高；探头易磨损；并要求操作人员有较高的相关测量技能。测量速度较慢，同时拥有相当高的精度，一般用于产品检测方面，也可用于逆向造型等方面；由于测量原理所限，检测一些内部元件有先天的限制，故欲求得物体真实外形则需要对探头半径进行补偿
，因此可能会导致修正误差的问题；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；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差。常见于各类工业制造企业，是目前应用范围最关的三维扫描设备；同时价格也最为高昂，且需要要求比较严格的设备保养。 光学三维扫描仪(光栅式、拍照式）
随着计算机机器视觉这一新兴学科的兴起和发展，用非接触的光电方法对曲面的三维形貌进行快速测量已成为一种趋势。这种非接触式测量，目前的精度仅仅限于不仅避免了接触测量中需要对测头半径加以补偿所带来的麻烦，而且可以实现对各类表面进行高速三维扫描。
目前，非接触式三维扫描仪很多，根据传感方法不同，常用的有基于激光扫描测量、结构光扫描测量和工业CT等的，分别代表市面上主流的三维激光扫描仪，照相式三维扫描仪（或称光学三维扫描仪、机构光三维扫描仪），和CT断层扫描仪等。 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。激光式扫描仪一般要配备关节臂，也可在龙门等等机构配合使用；关节臂与龙门也需要定期维护保养，精度低于接触式的设备，一般性能优良的设备可达到微米精度级别。 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。一般精度与激光扫描设备相似，在几十微米到几微米之间，。本回答被提问者采纳