元宇宙來襲,還不會挑三維掃描儀?!
2021-10-11 20:31:44 來源:
最近元宇宙(Metaverse)概念引爆全網(wǎng),受到全球資本市場的狂熱追捧,被稱為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的下一階段。
這一概念源于科幻小說《雪崩》,在元宇宙中,萬物皆可三維數(shù)字化,人們可以深度融合與沉浸在虛擬三維空間的酷炫交互中。
在3D機器視覺和傳感技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上,互聯(lián)網(wǎng)傳播內(nèi)容將迎來一次全面升級,全線D內(nèi)容不再遙遠。三維掃描技術(shù)是搭建";元宇宙";所需技術(shù)底座的重要組成部分之一,有望成為將來元宇宙事業(yè)發(fā)展的扎實支點。
電影《頭號玩家》中展現(xiàn)的元宇宙
當下,三維掃描技術(shù)已覆蓋各行各業(yè),被用作質(zhì)量控制、產(chǎn)品開發(fā)、三維建模等用途,除了航空航天、汽車交通、機械制造等工業(yè)領(lǐng)域,在文物雕塑、教學科研、影視娛樂等領(lǐng)域也有不俗表現(xiàn)。
三維掃描技術(shù)發(fā)展至今,各種型號的三維掃描儀層出不窮,而手持式三維掃描儀作為一種作為一種便攜式高精測量產(chǎn)品,因其檢測時";非接觸無損傷";,受到越來越多的企業(yè)和用戶親睞。
那么問題來了!如何選購一款適合自己的手持式三維掃描儀呢?
今天,小編整理了一些挑選技巧,供大家參考。
首先,市面上的手持式三維掃描儀按工作原理分,主要有手持式三維激光掃描儀和手持式結(jié)構(gòu)光三維掃描儀,各有各的應(yīng)用優(yōu)勢。在購買前,可先了解不同產(chǎn)品的優(yōu)勢,來比對自身需求。
手持式三維激光掃描儀
激光主動成像系統(tǒng)有諸多優(yōu)點,譬如抗干擾性強,能很好地適應(yīng)不同的測量現(xiàn)場,但是它的圖像會受到散斑噪聲和其他一些高斯噪聲的影響。
如下圖所示,分別用紅/藍激光掃描點距0。1mm的標定板,紅色激光散斑效應(yīng)明顯:

紅藍激光在低解析度對比圖
且大量實驗表明,單獨藍色激光的散斑效應(yīng)非常不明顯,從而可以忽略單獨藍色激光產(chǎn)生的散斑現(xiàn)象。因而,使用藍色激光掃描的結(jié)果細節(jié)度更高。
早期技術(shù)一般采用紅色激光進行掃描。而思看科技作為國內(nèi)最早研制手持式三維掃描儀的企業(yè)之一,為提升激光掃描的精細度,開創(chuàng)行業(yè)先例,將藍色激光引入三維激光掃描領(lǐng)域。
在整個光譜中(見下圖),藍色光譜窄,自然界中藍色物體非常少,所以藍色激光的抗干擾能力比紅色激光更強,用藍色激光能更好地適應(yīng)不同的現(xiàn)場環(huán)境,無懼黑色或高亮表面,結(jié)構(gòu)復(fù)雜或多曲面的物體也能輕松掃描。

同一個光學系統(tǒng)對不同波段光源焦距不同,在同一組光學系統(tǒng)中紅外激光焦距比藍光焦距長。對于細小特征需要近距離掃描,適合采用焦距近的藍光;對于大范圍掃描需求時采用焦距遠的紅外激光更為合理。
三維激光掃描儀的工作幅面與設(shè)備的相機夾角及光源的波長有關(guān),同一臺設(shè)備,在無法改變相機夾角的前提下,思看科技除了采用能掃描細小特征的藍色激光,又引入了與其具有相似穩(wěn)定性且波長更長的紅外激光,使得設(shè)備工作效率顯著提升,高精度大面幅掃描不費吹灰之力。
手持式結(jié)構(gòu)光三維掃描儀
手持式結(jié)構(gòu)光三維掃描儀掃描時,拼接方式多樣,可根據(jù)特征、紋理、標記點或者配合陀螺儀輔助定位,在應(yīng)對一些精細紋理的掃描需求時,有很大的優(yōu)勢。
手持式結(jié)構(gòu)光的成像算法有光柵和散斑兩種。光柵掃描成像技術(shù),精細度極高,但在面對一些復(fù)雜材質(zhì),如掃描高光表面或半透明物體時,需要做噴粉處理。散斑掃描成像技術(shù)則在靈活性上有更大的優(yōu)勢,操作門檻低,掃描速度快。
市面上的手持結(jié)構(gòu)光掃描儀,在一些非工業(yè)級掃描場景中有許多應(yīng)用,能滿足用戶對中大型物品及人體部位的掃描需求。
比如在掃描文物雕像時,能捕捉到高清細膩的紋理,助力博物館三維數(shù)字化工程,讓國寶活起來,讓文物連接數(shù)字、歷史承接未來。


在大致了解不同的產(chǎn)品的優(yōu)勢之后,可從掃描的精度要求、掃描對象、尺寸、材質(zhì)等維度來綜合考慮自身的需求。
精得起測量
在工業(yè)檢測領(lǐng)域,不同行業(yè)會采用1/3、1/5、1/10等不同原則。以1/3原則為例,即測量工具的精度小于零件公差的1/3。用戶應(yīng)從自身的掃描精度要求入手,選擇合適的掃描儀。
首先,精度是有前提的,一切脫離掃描條件談精度的都是無稽之談。掃描工件的大小會對最終掃描的實際精度產(chǎn)生影響,因此在追求三維掃描儀的精度時,切不可忽略其體積精度。
有些產(chǎn)品中還會出現(xiàn)重復(fù)精度指標,指的是儀器重復(fù)多次地完成同一變化過程所對應(yīng)的結(jié)果的偏差值。即考察產(chǎn)品的精度時,還要注重設(shè)備的穩(wěn)定性。
一般而言,掃描的物體越大,累積誤差就越大,實際掃描的精度就越低。所以大型物體的高精度測量一直是三維檢測時的一個難題,對檢測設(shè)備的測量精度要求更是吹毛求疵。

思看科技MSCAN-L15全局攝影測量系統(tǒng)
有時面對超大型的工件檢測,僅一臺設(shè)備無法滿足需求,除了手持式三維掃描儀以外,還會配合使用攝影測量系統(tǒng),以滿足高精度要求。一般超過1。5m且有高精度掃描需求的物體,建議配備全局攝影測量系統(tǒng)。
精度≠細節(jié)度
有些小伙伴會陷入一個誤區(qū),覺得只要設(shè)備的精度參數(shù)高,就能保證極高的細節(jié)度,實則不然,影響細節(jié)度更多的是掃描分辨率。
分辨率和精度——即Resolution和Accuracy。前者更傾向于形容設(shè)備對掃描對象細致紋理、細節(jié)特征的展現(xiàn)度,后者則更偏向于掃描對象的尺寸測量偏差大小。如果對掃描細節(jié)度要求高,則需重點查看掃描儀的分辨率。
復(fù)雜材質(zhì),挑戰(zhàn)不小
掃描對象的材質(zhì)也影響著最終設(shè)備的選擇方向。一些精加工的工件,表面高反射,易反光,細節(jié)不易被捕捉。還有掃描對象呈黑色或者深色,都為設(shè)備的選擇帶來了不小的挑戰(zhàn)。
一機多用,無懼挑戰(zhàn)
以上這些特殊需求,思看科技的KSCAN系列復(fù)合式三維掃描儀,都能輕易滿足。該系列產(chǎn)品重新定義手持式三維掃描儀,融合了思看科技紅藍雙色激光和內(nèi)置全局攝影測量系統(tǒng)兩項獨創(chuàng)的專利技術(shù),標配5種工作模式,可進行大面幅掃描、高速掃描、精細掃描、深孔掃描及全局攝影,能輕松應(yīng)對大型、復(fù)雜材質(zhì)的掃描:

思看科技KSCAN系列復(fù)合式三維掃描儀
如在掃描像摩托車排氣管、輪胎等這種亮黑色物件,無需噴粉直接掃,流程更簡化。


面對飛機發(fā)動機等結(jié)構(gòu)多樣的管件時,高速模式下快速獲取三維數(shù)據(jù),超精細模式捕捉各個細節(jié)。

總而言之,了解各類產(chǎn)品的優(yōu)勢,結(jié)合考慮自身的掃描需求,才能挑選出適合自身的手持式三維掃描儀。當然,除了設(shè)備,別忘了考察配套的軟件、成功的應(yīng)用案例、設(shè)備供應(yīng)商的研發(fā)能力和售后服務(wù)能力哦~
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