什么是三維掃描儀？

定義：快速獲取物體的立體彩色信息并將其轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能直接處理的三維數(shù)字模型的儀器。即：快速實(shí)現(xiàn)三維信息數(shù)字化的一種極為有效的工具。

三維掃描儀的分類：接觸式三維掃描儀；非接觸式三維掃描儀；

接觸式三維掃描儀：

其點(diǎn)優(yōu)是：1具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性；

2配合測量軟件，可快速準(zhǔn)確地測量出物體的基本幾何形狀。

其缺點(diǎn)是：1測量費(fèi)用較高；

3探頭易磨損且容易劃傷被測物體表面；

4測量速度慢；檢測一些內(nèi)部元件有先天的限制；

5接觸探頭在測量時(shí)，接觸探頭的力將使探頭部分與被測件之間發(fā)生局部變形而影響測量值的實(shí)際讀數(shù)；

6由于探頭觸發(fā)機(jī)構(gòu)的慣性及時(shí)間延遲而使探頭產(chǎn)生超越現(xiàn)象，趨近速度會(huì)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)誤差。

非接觸式三維掃描儀：

1非接觸式的光電方法對曲面的三維形貌進(jìn)行快速測量已成為大趨勢；

2對物體表面不會(huì)有損傷；

3相比接觸式的具有速度快，容易操作等特征，三維激光掃描儀可以達(dá)到5000－10000點(diǎn)/秒的速度，而照相式三維掃描儀則采用面光，速度更是達(dá)到幾秒鐘百萬個(gè)測量點(diǎn)，應(yīng)用與實(shí)時(shí)掃描，工業(yè)檢測具有很好的優(yōu)勢。

非接觸式三維掃描儀分為：照相式；激光式兩種；

1激光式掃描儀屬于較早的產(chǎn)品，由掃描儀發(fā)出一束激光光帶，光帶照射到被測物體上并在被測物體上移動(dòng)時(shí)，就可以采集出物體的實(shí)際形狀。

2照相式掃描儀是針對工業(yè)產(chǎn)品涉及領(lǐng)域的新一代掃描儀，與傳統(tǒng)的激光掃描儀和三座標(biāo)測量系統(tǒng)比較，其測量速度提高了數(shù)十倍。由于有效的控制了整合誤差，整體測量精度也大大提高。其采用可見光將特定的光柵條紋投影到測量工作表面，借助兩個(gè)高分辨率CCD數(shù)碼相機(jī)對光柵干涉條紋進(jìn)行拍照，利用光學(xué)拍照定位技術(shù)和光柵測量原理，可在極短時(shí)間內(nèi)獲得復(fù)雜工作表面的完整點(diǎn)云。其*的流動(dòng)式設(shè)計(jì)和不同視角點(diǎn)云的自動(dòng)拼合技術(shù)使掃描不需要借助于機(jī)床的驅(qū)動(dòng)，掃描范圍可達(dá)12M，而掃描大型工件則變得、輕松和容易。其高質(zhì)量的掃描點(diǎn)云可用于汽車制造業(yè)中的產(chǎn)品開發(fā)、逆向工程、快速成型、質(zhì)量控制，甚至可實(shí)現(xiàn)直接加工。

三維掃描儀的應(yīng)用： 工業(yè)設(shè)計(jì)， 制鞋行業(yè) ，精密雕刻行業(yè) 汽車工業(yè) ，玩具行業(yè) ，模具制造行業(yè) ，數(shù)碼設(shè)計(jì)行業(yè) ，工藝品行業(yè) ，動(dòng)漫設(shè)計(jì)行業(yè)， 動(dòng)漫設(shè)計(jì)行業(yè)， 服裝設(shè)計(jì)行業(yè)文物保護(hù)與古董修復(fù)。
陶瓷衛(wèi)浴行業(yè)， 家電產(chǎn)品設(shè)計(jì) ，醫(yī)學(xué)與人體美容， 珠寶飾品設(shè)計(jì)， 教育行業(yè)等行業(yè)。

三維掃描儀原理

三維掃描儀(3D scanner) 是一種科學(xué)儀器，用來偵測并分析現(xiàn)實(shí)世界中物體或環(huán)境的形狀（幾何構(gòu)造）與外觀數(shù)據(jù)（如顏色、表面反照率等性質(zhì)）。 搜集到的數(shù)據(jù)常被用來進(jìn)行三維重建計(jì)算，在虛擬世界中創(chuàng)建實(shí)際物體的數(shù)字模型。這些模型具有相當(dāng)廣泛的用途，舉凡工業(yè)設(shè)計(jì)、瑕疵檢測、逆向工程、機(jī)器人導(dǎo)引、地貌測量、醫(yī)學(xué)信息、生物信息、刑事鑒定、數(shù)字文物典藏、電影制片、游戲創(chuàng)作素材等等都可見其應(yīng)用。三維掃描儀的制作并非仰賴單一技術(shù)，各種不同的重建技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn)，成本與售價(jià)也有高低之分。目前并無一體通用之重建技術(shù)，儀器與方法往往受限于物體的表面特性。例如光學(xué)技術(shù)不易處理閃亮（高反照率）、鏡面或半透明的表面，而激光技術(shù)不適用于脆弱或易變質(zhì)的表面。

三維掃描儀功能

　　三維掃描儀的用途是創(chuàng)建物體幾何表面的 點(diǎn)云（point cloud），這些點(diǎn)可用來插補(bǔ)成物體的表面形狀，越密集的點(diǎn)云可以創(chuàng)建更的模型（這個(gè)過程稱做三維重建）。若掃描儀能夠取得表面顏色，則可進(jìn)一步在重建的表面上粘貼材質(zhì)貼圖，亦即所謂的材質(zhì)印射（texture mapping）。

　　三維掃描儀可模擬為照相機(jī)，它們的視線范圍都體現(xiàn)圓錐狀，信息的搜集皆限定在一定的范圍內(nèi)。兩者不同之處在于相機(jī)所抓取的是顏色信息，而三維掃描儀測量的是距離。

　　三維掃描儀按產(chǎn)品可分為： 

　　*代三維掃描儀：點(diǎn)測量 

　　代表系統(tǒng)有：三坐標(biāo)測量儀；點(diǎn)激光測量儀；關(guān)節(jié)臂掃描儀（精度不高）通過每一次的測量點(diǎn)反映物體表面特征，優(yōu)點(diǎn)是精度高，但速度慢，如果要做逆向工程，只能在測量較規(guī)則物體上有優(yōu)勢。

　　定義：適合做物體表面誤差檢測用。

　　第二代三維掃描儀：線測量

　　代表系統(tǒng)有：三維臺(tái)式激光掃描儀，三維手持式激光掃描儀，關(guān)節(jié)臂+激光掃描頭。通過一段（一般為幾公分，激光線過長會(huì)發(fā)散）有效的激光線照射物體表面，再通過傳感器得到物體表面數(shù)據(jù)信息。

　　定義：適合掃描中小件物體，掃描景深小（一般只有5公分），精度較低，此代系統(tǒng)是發(fā)展比較成熟的,受產(chǎn)品原理影響目前已經(jīng)是過渡性產(chǎn)品。

　　第三代三維掃描儀：面掃描 代表系統(tǒng)：拍照式三維掃描儀,結(jié)構(gòu)光、光柵式掃描儀，三維攝影測量系統(tǒng)等。通過一組（一面光）光柵的位移，再同時(shí)經(jīng)過傳感器而采集到物體表面的數(shù)據(jù)信息。

　　其工作原理為：

光柵發(fā)射器投射一系列光柵條紋到物體表面，經(jīng)過物體表面調(diào)制發(fā)生變形，CCD從另外一側(cè)觀察變形條紋，得到物體的三維面形數(shù)據(jù)?；跇?biāo)記點(diǎn)拼接或者特征拼接，可以得到物體360度各個(gè)方位的數(shù)據(jù)。

定義：適合大中小物體的掃描，精度較高，掃描速度極快（單面可掃描200×2000mm 面積，時(shí)間≤2秒），測量景深很大，一般為200-500mm，甚至更大。