三维扫描技术与传统的立体扫描和摄像技术不同,三维扫描的扫描对象不再是图纸、照片等立体图案,而是平面的实物。取得的不是物体某一个正面的图像,而是其全方位的三维信息。其输出也不是立体图像,而是包含物体表面各采样点的三维空间坐标和颜色信息的三维数字彩色模型。依据三维扫描仪的性质、扫描参数和被测物体大小的不同,通过非接触式三维扫描仪扫描后失掉的测量数据由几百点到几百万点不等,这些少量的三维数据点称为点云,每一个三维数据点不仅包含该点的三维坐标信息,还包含颜色信息。
从三维数据点的采集方式下去看,三维扫描技术可分为接触式扫描和非接触式扫描两种。接触式三维扫描一般通过三坐标测量机的测头对实物模型停止直接接触失掉被接触点的三维坐标,该方式测量精度较高,但是效率很低,并且难以测量曲面特征的流线型设计的零部件,因此在现代产品设计,产品逆向工程范畴根本不采用这种方式。应用光学原理非接触式扫描测量物体的方式兴起于90年代的欧美。早期的三维扫描设备多基于激光光源的三角法,依据光源的不同又可以分为点光源和线光源两种不同的方式。随着技术的不断提高,三维扫描又呈现了以白光光源为根底的构造光三维扫描技术,该技术凭借扫描精度高,速度快,扫描范围大等显著优势,逐渐成为工业扫描测量范畴的主导。
1.人体测量
三维光学扫描仪采用普通光源,对人体安全、无害,极短的扫描时间即可获取高精度的人体数据。补偿了激光扫描仪的缺陷。普遍应用于影视动画真人特效建模、人体工程学、服装非接触量体定制、制鞋行业扫描脚型和鞋楦等范畴。
2.虚拟现实仿真与可视化
随着计算机信息技术的不断深入,诸如数字化博物馆,保护修复文物、网络虚拟展示等越来越多的范畴开端应用三维扫描仪设备来完成手工建模难以完成的任务。三维光学扫描仪在大型文物的扫描在保护、大型虚拟现实景观建立方面发扬宏大作用。
3.疾速原型(RapidPrototyping,RP),也叫疾速成型,是80年代中期开展起来的一种崭新的原型制造技术。其动身点是通过疾速制造设计样件,察看和验证所设计的零件在美学、外观及根本性能上是否到达设计要求。通过应用三维扫描技术,更能减速这一技术的开展,使现实当中的模型和数字化设计模型之间的转换变的可行复杂。
4.工业产品的三维测量
汽车内饰件材料变形系数较大,只有在装车状态下的非接触测量才能真实反映内饰件的理想状态,由于三维光学扫描仪采用灵敏的便携式设计和先进的标志点全自动拼接技术,因此关于汽车内饰件的测量就可以十分方便地进入车厢外部停止装车状态下的测量任务了。关于扫描后果也可方便的导入各种质量检测软件停止误差剖析,如:GeomagicQualify或Polyworks中的精度检测模块都可以将测量取得的点云与原有的CAD模型对齐后停止比较,可以疾速直观的显示出被测物体与数模的每一处误差。
5.工业产品的设计
在工业产品的设计制造中进程中,对外观的把握往往需要实物的验证,比如车身设计范畴对汽车油泥模型的测量。在汽车设计中,油泥模型是一个很重要的环节,它把设计者的思路从草图或图纸转化成了实物模型在模型的制作进程中进一步完善设计者的意图,并且通过对油泥模型的评价、试验、检测来确定产品的设计。随着油泥模型的最终确定,对油泥模型测绘的准确与否成为后续开发的关键。
传统的应用机械设备的测量办法不仅任务效率迟缓、测量步骤复杂,人为因素更是影响质量的关键因素。而应用三维光学扫描仪,采用先进的非接触测量方式,摆脱了行程的限制;极短的扫描时间,提高了任务效率;智能化的操作方式最大水平增加了人为因素的搅扰,为用户提供了高精度、高密度的完整三维数据,从而为后续设计开发提供了准确优质的油泥模型三维数据,保证用户高效、优质地停止产品的设计开发。