三維掃描技術(shù)的行業(yè)分析

三維掃描技術(shù)的行業(yè)分析

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，三維激光掃描技術(shù)被越來越多的用在工廠數(shù)字化、變電站數(shù)字化等方面。三維掃描技術(shù)又稱“三維實景復(fù)制”技術(shù)，可對儀器周圍環(huán)境進行全方位掃描。通過掃描可以獲取周邊環(huán)境所有的點位信息以及被測物體表面的反射強度和顏色信息，生成三維的彩色點云，即可將周圍環(huán)境數(shù)字化，存儲在電腦中。與傳統(tǒng)方法相比，它既可以節(jié)省外業(yè)工作時間，縮短工期，又可以將建筑、管道等信息全部記錄下來，方便后期二維出圖與三維建模，從而更好的對工廠設(shè)施進行管理

01 什么是三維掃描儀？

 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、逆向工程、缺陷檢測、機器人導(dǎo)引、醫(yī)療保健、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。

 三維掃描儀的用途是創(chuàng)建物體幾何表面的點云，這些點可用來插補成物體的表面形狀，越密集的點云可以創(chuàng)建更精確的模型（這個過程稱做三維重建）。

 02 三維掃描儀的分類

 三維掃描儀分類為接觸式與非接觸式兩種， 接觸式三維掃描儀透過實際觸碰物體表面的方式計算深度，如座標(biāo)測量機即典型的接觸式三維掃描儀。此方法相當(dāng)精確，常被用于工程制造產(chǎn)業(yè)，然而因其在掃描過程中必須接觸物體，待測物有遭到探針破壞損毀之可能，因此不適用于高價值對象如古文物、遺跡等的重建作業(yè)。此外，相較于其他方法接觸式掃描需要較長的時間，現(xiàn)今最快的座標(biāo)測量機每秒能完成數(shù)百次測量，而光學(xué)技術(shù)如激光掃描儀運作頻率則高達每秒一萬至五百萬次。

 03 三維掃描儀的行業(yè)應(yīng)用

- 航空航天

 通過三維激光掃描儀可以快速完成飛機外形結(jié)構(gòu)研究。通過高精度掃描獲取完整準(zhǔn)確的外形數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理直接生成三維模型，也可以精確獲取曲面、特征，用于飛機等復(fù)雜形狀和結(jié)構(gòu)的研究。

 也可以對預(yù)裝配部件進行掃錨，可實現(xiàn)計算機中的虛擬裝配，進行裝配部件的尺寸調(diào)整及驗證。通過對裝配前的基礎(chǔ)進行掃描，可基于真實三維空間進行虛擬搭接設(shè)計，保證設(shè)計質(zhì)量，縮短工期，降低成本。

 汽車制造

 近幾年，隨著掃描行業(yè)的興起，汽車零部件相關(guān)的沖壓件和沖壓模具行業(yè)的傳統(tǒng)接觸式測量方法漸漸被非接觸式的掃描測量所取代。相對于傳統(tǒng)接觸式測量，光學(xué)掃描具有強大的數(shù)據(jù)采集能力，尤其是沖壓件以及沖壓模具復(fù)雜外形的測量。把光學(xué)數(shù)字化不但提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，更大大的縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期，實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

- 文物 存檔 修復(fù) 虛擬博物館

 通過三維激光掃描技術(shù)可對文物完整性進行分析。

- 零部件檢測

 通過三維激光掃描技術(shù)可對零部件完整性進行分析。

- 加工制造

 在制造行業(yè)，使用3D激光掃描可以得到工件的三維形狀，精確度極高。

通過三維掃描儀的基礎(chǔ)掃描，可以搜集機構(gòu)或作業(yè)現(xiàn)場的完整三維信息，這些重要的基礎(chǔ)信息，為改建、設(shè)計、檢測提供真實、高精度的數(shù)據(jù)源。在軟件中將設(shè)計模型與三維場景進行結(jié)合，以對設(shè)計進行虛擬校驗、干涉檢查，避免返工，提高效率，縮短工期，并節(jié)約成本。

大空間掃描檢測技術(shù)在建筑工程、能源礦產(chǎn)、橋梁隧道、數(shù)字工廠、文物考古、航空船舶等領(lǐng)域已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用。