三維掃描儀英文全稱為3D scanner,它是一種科學儀器,用來偵測并分析現實世界中物體或環(huán)境的形狀,例如幾何構造,與外觀數據例如顏色、表面反照率等性質。搜集到的數據常被用來進行三維重建計算,在虛擬世界中創(chuàng)建實際物體的數字模型。這些模型具有相當廣泛的用途,舉凡工業(yè)設計、瑕疵檢測、逆向工程、機器人導引、地貌測量、醫(yī)學信息、生物信息、刑事鑒定、數字文物典藏、電影制片、游戲創(chuàng)作素材等等都可見其應用。
三維掃描及數字化系統在反求工程中發(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用,取得良好效果。該系統提供了從模型或實物掃描到加工出期看的模型所需的諸多功能,大大縮短了模具的研制制造周期。由于三維掃描系統已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用,相信以后將發(fā)揮更大的作用。
三維掃描技術能實現非接觸丈量,且具有速度快、精度高的優(yōu)點。而且其丈量結果能直接與多種軟件接口。在發(fā)達國家的制造業(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用。用三維掃描儀對手板,樣品、模型進行掃描,可以得到其立體尺寸數據,這些數據能直接與YDD/YDM軟件接口,在YDD系統中可以對數據進行調整、修補、再送到加工中心或快速成型設備上制造,可以極大的縮短產品制造周期。
三維掃描設備是以三次元丈量系統為主。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量治理;激光掃描速度快、精確度適當,并且可以掃描立體的物品獲得大量點云數據,以利曲面重建,掃描完后在計算機讀出數據,通常這部份稱為反求工程前處理。
三維掃描技術從產生以來,到目前已經發(fā)展了很多掃描原理,從三維數據的采集方法上來看,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用最為廣泛,激光三角形法又根據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據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,也得到了部分應用,但是從速度和價格上的指標就比非接觸式差一些。
目前,有些專門研發(fā)三維掃描技術的公司將上述技術中的兩種或幾種結合在一起,形成了獨特的復合式三維掃描儀,這種復合式三維掃描儀有的同時具備丈量三維數據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的優(yōu)點結合到了一起,較好的避免了單一丈量掃描方式所帶來的缺點,其應用潛力巨大,也是以后三維掃描技術的發(fā)展方向。
通常掃描后得到的丈量數據是由大量的三維坐標點所組成,根據掃描儀的性質、掃描參數和被測物體的大小,由幾百點到幾百萬點不等,這些大量的三維數據點稱為點云。