3D掃描之工件測(cè)繪、抄數(shù)
魔猴君 知識(shí)堂 1968天前
工件測(cè)繪與數(shù)字化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是獲取實(shí)體的“點(diǎn)云數(shù)據(jù)”，這需要對(duì)實(shí)體進(jìn)行三維數(shù)字化測(cè)量。相比傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量方式，3D掃描具有非接觸、操作簡(jiǎn)單，測(cè)量速度快，精度高等優(yōu)勢(shì)，代表著三維數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的發(fā)展方向。
一、技術(shù)簡(jiǎn)介：
3D掃描作為計(jì)算機(jī)視覺(jué)的重要分支，是計(jì)算機(jī)人工智能領(lǐng)域一門(mén)重要的學(xué)科，著重研究如何通過(guò)非接觸光學(xué)掃描的方式，快速、方便地獲取、記錄及保存物體真實(shí)的三維形貌信息，為計(jì)算機(jī)和機(jī)器人開(kāi)發(fā)具有與人類水平相當(dāng)?shù)娜S視覺(jué)能力。
以“三維數(shù)字化”技術(shù)為原理的三維掃描儀，可以在數(shù)秒內(nèi)精確地測(cè)得物體的立體數(shù)字模型，其結(jié)果可與計(jì)算機(jī)接口或通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)與各種3D打印機(jī)、數(shù)控加工裝備的銜接，是制造業(yè)逐步實(shí)現(xiàn)CAD建模、逆向設(shè)計(jì)、數(shù)字化制造、尺寸檢測(cè)的基礎(chǔ)技術(shù)之一，使其在工業(yè)制造、文化創(chuàng)意、生物醫(yī)療領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景。
而數(shù)字化設(shè)計(jì)一般以三維數(shù)字化測(cè)量設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)為原始信息來(lái)源。只有在得到擬設(shè)計(jì)的實(shí)體的表面三維信息，才能實(shí)現(xiàn)后面的工作，如模型的檢測(cè)，復(fù)雜曲面的建模、評(píng)價(jià)、改進(jìn)和制造。而測(cè)量方法的好壞直接影響到對(duì)被測(cè)實(shí)體描述的精確、完整程度，影響到數(shù)字化實(shí)體幾何信息的速度，進(jìn)而影響到重構(gòu)的CAD曲面、實(shí)體模型的質(zhì)量，并最終影響到整個(gè)工程的進(jìn)度和質(zhì)量。
二、技術(shù)流程：
掃描小型的零部件，僅需幾分鐘；掃描1米大小的物體，時(shí)間在30分鐘左右。以圖中所示工件為例，三維掃描時(shí)間可以控制在10分鐘以內(nèi)，非?？旖荨＃? 與操作者熟練程度有關(guān)）
為了完成測(cè)繪抄數(shù)工作，我們還需要對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，然后得到由三角面片組成的封閉曲面，一般文件格式為STL格式。STL格式文件可以直接應(yīng)用到3D打印、快速成型制造，或者自由曲面模型重構(gòu)中。
三、技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
在三維掃描儀硬件方面：
1. 非接觸式：適用于曲面較多，表面易磨損、柔性易形變等物體
2. 密集面型測(cè)量：可以獲取工件的整個(gè)外形的三維數(shù)據(jù)，復(fù)雜自由曲面比較多的物體也不在話下。
3. 高精度：平均點(diǎn)距一般在0.03mm到0.6mm左右，小型零件同樣適用
4. 高效率：?jiǎn)畏鶞y(cè)量速度可少于3秒，可幫助有效節(jié)約時(shí)間，提高效率。
四、適用領(lǐng)域
1. 小型工件：小型汽配件、電子電器零配件、小型塑料件、珠寶首飾、精細(xì)工件、玩具、鞋楦鞋模鞋底等
2. 中型工件：中小型模具、中型汽配件、中小型塑料件、家電、中小型雕塑、中小型文物等
3. 大型工件：大型模具、風(fēng)電葉片、整車、大型汽配件、大型文物、鑄件、飛機(jī)部件、大型雕塑等
五、3D掃描案列：
