三維掃描儀英文全稱為3D scanner,它是一種科學(xué)儀器,用來偵測并分析現(xiàn)實世界中物體或環(huán)境的形狀,例如幾何構(gòu)造,與外觀數(shù)據(jù)例如顏色、表面反照率等性質(zhì)。搜集到的數(shù)據(jù)常被用來進(jìn)行三維重建計算,在虛擬世界中創(chuàng)建實際物體的數(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、瑕疵檢測、逆向工程、機器人導(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。
三維掃描及數(shù)字化系統(tǒng)在反求工程中發(fā)揮著巨大作用,高速三維掃描儀已在我國多家模具廠點得到應(yīng)用,取得良好效果。該系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎诳吹哪P退璧闹T多功能,大大縮短了模具的研制制造周期。由于三維掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用,相信以后將發(fā)揮更大的作用。
三維掃描技術(shù)能實現(xiàn)非接觸丈量,且具有速度快、精度高的優(yōu)點。而且其丈量結(jié)果能直接與多種軟件接口。在發(fā)達(dá)國家的制造業(yè)中,三維掃描儀作為一種快速的立體丈量設(shè)備,因其丈量速度快、精度高,非接觸,使用方便等優(yōu)點而得到越來越多的應(yīng)用。用三維掃描儀對手板,樣品、模型進(jìn)行掃描,可以得到其立體尺寸數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)能直接與YDD/YDM軟件接口,在YDD系統(tǒng)中可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整、修補、再送到加工中心或快速成型設(shè)備上制造,可以極大的縮短產(chǎn)品制造周期。
三維掃描設(shè)備是以三次元丈量系統(tǒng)為主。基本上以接觸式和非接觸式兩大類。在早期是以探針式為主,固然價格較便宜,但速度較慢,而且以探針與物體接處會有盲點并且使軟件物體輕易變形,影響掃描精度,但以一般除以上缺點,它可以具有很高丈量精度,適合做相對尺寸的丈量與質(zhì)量治理;激光掃描速度快、精確度適當(dāng),并且可以掃描立體的物品獲得大量點云數(shù)據(jù),以利曲面重建,掃描完后在計算機讀出數(shù)據(jù),通常這部份稱為反求工程前處理。
三維掃描技術(shù)從產(chǎn)生以來,到目前已經(jīng)發(fā)展了很多掃描原理,從三維數(shù)據(jù)的采集方法上來看,非接觸式的方法由于同時擁有速度和精度的特點,因而在反求工程中應(yīng)用最為廣泛,激光三角形法又根據(jù)光源的不同可以分為點光源和線光源兩種不同的方式,不同的方式的到的數(shù)據(jù)的組織方法是不一樣的?;诮佑|式的連續(xù)掃描丈量的方法由于具有比較高的精度,也得到了部分應(yīng)用,但是從速度和價格上的指標(biāo)就比非接觸式差一些。
目前,有些專門研發(fā)三維掃描技術(shù)的公司將上述技術(shù)中的兩種或幾種結(jié)合在一起,形成了獨特的復(fù)合式三維掃描儀,這種復(fù)合式三維掃描儀有的同時具備丈量三維數(shù)據(jù)的功能又具有丈量工件的二維輪廓的功能,巧妙的將不同掃描技術(shù)的優(yōu)點結(jié)合到了一起,較好的避免了單一丈量掃描方式所帶來的缺點,其應(yīng)用潛力巨大,也是以后三維掃描技術(shù)的發(fā)展方向。
通常掃描后得到的丈量數(shù)據(jù)是由大量的三維坐標(biāo)點所組成,根據(jù)掃描儀的性質(zhì)、掃描參數(shù)和被測物體的大小,由幾百點到幾百萬點不等,這些大量的三維數(shù)據(jù)點稱為點云。