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  • 元宇宙与3D扫描技术的暴风融合
  • 本站编辑:杭州思看科技有限公司发布日期:2021-09-10 16:54 浏览次数:

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最近元宇宙(Metaverse)概念引爆全网,受到全球资本市场的狂热追捧,被称为互联网发展的下一阶段。

这一概念源于科幻小说《雪崩》,在元宇宙中,万物皆可三维数字化,人们可以深度融合与沉浸在虚拟三维空间的酷炫交互中。

在3D机器视觉和传感技术的发展基础上,互联网传播内容将迎来一次全面升级,全真、全息的3D内容不再遥远。三维扫描技术是搭建"元宇宙"所需技术底座的重要组成部分之一,有望成为将来“元宇宙”事业发展的扎实支点。

当下,三维扫描技术已覆盖各行各业,被用作质量控制、产品开发、三维建模等用途,除了航空航天、汽车交通、机械制造等工业领域,在文物雕塑、教学科研、影视娱乐等领域也有不俗表现。

三维扫描技术发展至今,各种型号的三维扫描仪层出不穷,而手持式三维扫描仪作为一种作为一种便携式高精测量产品,因其检测时"非接触无损伤",受到越来越多的企业和用户亲睐。

那么问题来了!如何选购一款适合自己的手持式三维扫描仪呢?

今天,小编整理了一些挑选技巧,供大家参考。

首先,市面上的手持式三维扫描仪按工作原理分,主要有手持式三维激光扫描仪和手持式结构光三维扫描仪,各有各的应用优势。在购买前,可先了解不同产品的优势,来比对自身需求。

手持式三维激光扫描仪

激光主动成像系统有诸多优点,譬如抗干扰性强,能很好地适应不同的测量现场,但是它的图像会受到散斑噪声和其他一些高斯噪声的影响。

如下图所示,分别用红/蓝激光扫描点距0.1mm的标定板,红色激光散斑效应明显:

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红蓝激光在低解析度对比图

且大量实验表明,单独蓝色激光的散斑效应非常不明显,从而可以忽略单独蓝色激光产生的散斑现象。因而,使用蓝色激光扫描的结果细节度更高。

早期技术一般采用红色激光进行扫描。而思看科技作为国内最早研制手持式三维扫描仪的企业之一,为提升激光扫描的精细度,开创行业先例,首次将蓝色激光引入三维激光扫描领域。

在整个光谱中(见下图),蓝色光谱窄,自然界中蓝色物体非常少,所以蓝色激光的抗干扰能力比红色激光更强,用蓝色激光能更好地适应不同的现场环境,无惧黑色或高亮表面,结构复杂或多曲面的物体也能轻松扫描。

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同一个光学系统对不同波段光源焦距不同,在同一组光学系统中红外激光焦距比蓝光焦距长。对于细小特征需要近距离扫描,适合采用焦距近的蓝光;对于大范围扫描需求时采用焦距远的红外激光更为合理。

三维激光扫描仪的工作幅面与设备的相机夹角及光源的波长有关,同一台设备,在无法改变相机夹角的前提下,思看科技除了采用能扫描细小特征的蓝色激光,又引入了与其具有相似稳定性且波长更长的红外激光,使得设备工作效率显著提升,高精度大面幅扫描不费吹灰之力。

手持式结构光三维扫描仪

手持式结构光三维扫描仪扫描时,拼接方式多样,可根据特征、纹理、标记点或者配合陀螺仪辅助定位,在应对一些精细纹理的扫描需求时,有很大的优势。

手持式结构光的成像算法有光栅和散斑两种。光栅扫描成像技术,精细度极高,但在面对一些复杂材质,如扫描高光表面或半透明物体时,需要做喷粉处理。散斑扫描成像技术则在灵活性上有更大的优势,操作门槛低,扫描速度快。

市面上的手持结构光扫描仪,在一些非工业级扫描场景中有许多应用,能满足用户对中大型物品及人体部位的扫描需求。

比如在扫描文物雕像时,能捕捉到高清细腻的纹理,助力博物馆三维数字化工程,让国宝活起来,让文物连接数字、历史承接未来。

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在大致了解不同的产品的优势之后,可从扫描的精度要求、扫描对象、尺寸、材质等维度来综合考虑自身的需求。

“精”得起测量

在工业检测领域,不同行业会采用1/3、1/5、1/10等不同原则。以1/3原则为例,即测量工具的精度小于零件公差的1/3。用户应从自身的扫描精度要求入手,选择合适的扫描仪。

首先,精度是有前提的,一切脱离扫描条件谈精度的都是无稽之谈。扫描工件的大小会对最终扫描的实际精度产生影响,因此在追求三维扫描仪的精度时,切不可忽略其体积精度。

有些产品中还会出现重复精度指标,指的是仪器重复多次地完成同一变化过程所对应的结果的最大偏差值。即考察产品的精度时,还要注重设备的稳定性。

一般而言,扫描的物体越大,累积误差就越大,实际扫描的精度就越低。所以大型物体的高精度测量一直是三维检测时的一个难题,对检测设备的测量精度要求更是“吹毛求疵”。

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思看科技MSCAN-L15全局摄影测量系统

有时面对超大型的工件检测,仅一台设备无法满足需求,除了手持式三维扫描仪以外,还会配合使用摄影测量系统,以满足高精度要求。一般超过1.5m且有高精度扫描需求的物体,建议配备全局摄影测量系统。

精度≠细节度

有些小伙伴会陷入一个误区,觉得只要设备的精度参数高,就能保证极高的细节度,实则不然,影响细节度更多的是扫描分辨率。

“分辨率”和“精度”——即Resolution和Accuracy。前者更倾向于形容设备对扫描对象细致纹理、细节特征的展现度,后者则更偏向于扫描对象的尺寸测量偏差大小。如果对扫描细节度要求高,则需重点查看扫描仪的分辨率。

复杂材质,挑战不小

扫描对象的材质也影响着最终设备的选择方向。一些精加工的工件,表面高反射,易反光,细节不易被捕捉。还有扫描对象呈黑色或者深色,都为设备的选择带来了不小的挑战。

一机多用,无惧挑战

以上这些特殊需求,思看科技的KSCAN系列复合式三维扫描仪,都能轻易满足。该系列产品重新定义手持式三维扫描仪,融合了思看科技红蓝双色激光和内置全局摄影测量系统两项独创的专利技术,标配5种工作模式,可进行大面幅扫描、高速扫描、精细扫描、深孔扫描及全局摄影,能轻松应对大型、复杂材质的扫描: 

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思看科技KSCAN系列复合式三维扫描仪

如在扫描像摩托车排气管、轮胎等这种亮黑色物件,无需喷粉直接扫,流程更简化。

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面对飞机发动机等结构多样的管件时,高速模式下快速获取三维数据,超精细模式捕捉各个细节。

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总而言之,了解各类产品的优势,结合考虑自身的扫描需求,才能挑选出适合自身的手持式三维扫描仪。当然,除了设备,别忘了考察配套的软件、成功的应用案例、设备供应商的研发能力和售后服务能力哦~