三维扫描技术调研一、技术原理 概述三维扫描技术是一种先进的全自动高精度立体扫描技术,通过测量空间物体表面点的三维坐标值,得到物体表面的点云信息,并转化为计算机可以直接处理的三维模型,又称为“实景复制技术”。三维扫描技术是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术,主要用于对物体空间外形和结构进行扫描,以获得物体表面的空间坐标,用软件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,示了巨大的技术先进性和强大的生命力。 三维扫描仪分类三维扫描仪主要分为以下几类:三维扫描仪分类接触式测量又称为机械测量,这是目前应用最广的自由曲面三维模型数字化方法之一。三坐标测量机是接触式三维测量仪中的典型代表,它以精密机械为基础,综合应用了电子技术、计算机技术、光学技术和数控技术等先进技术。根据测量传感器的运动方式和触发信号的产生方式的不同,一般将接触式测量方法分为单点触发式和连续扫描式两种。接触式三维扫描适用性强、精度高(可达微米级别);不受物体光照和颜色的限制;适用于没有复杂型腔、外形尺寸较为简单的实体的测量;由于采纳接触式测量,可能损伤探头和被测物表面,也不能对软质的物体进行测量,应用范围受到限制;受环境温湿度影响;同时扫描速度受到机械运动的限制,测量速度慢、效率低;无法实现全自动测量;接触测头的扫描路径不可能遍历被测曲面的所有点,它猎取的只是关键特征点,因而,它的测量结果往往不能反映整个零件的形状。在行业中的应用具有极大的限制。现代计算机技术和光电技术的进展使得基于光学原理、以计算机图像处理为主要手段的三维自由曲面非接触式测量技术得到了快速进展,各种各样的新型测量方法不断产生,它们具有非接触、无损伤、高精度、高速度以及易于在计算机控制下实行自动化测量等一系列特点,已经成为现代三维面形测量的重要途径及进展方向。三维激光扫描仪和三维照相式扫描仪占据了及其重要的位置。 三维激光扫描仪三维激光扫描仪根据扫描成像方式的不同,激光扫描仪可分为一维(单点)扫描仪、二维(线列)扫描仪和三维(面列)扫描仪。而根据不同工作原理来分类,可分为脉冲测距法(亦称时间差测量法)和三角测量法。 脉冲测距法:激光扫描仪由激光发射体向物体在时间...