三维扫描仪的工作原理是什么?

- 2019-12-03-

  常用的三维扫描仪按光源一般可分为激光技能与结构光技能,之前为大家介绍过3D扫描仪采用3D结构光技能完成扫描,今日为大家科普一下三维激光扫描仪怎么完成三维扫描的。
  三维激光扫描仪怎么作业?
  在zui基本的层面上,激光扫描涉及激光束的受控转向和间隔丈量的组合。旋转编码器经过调整多个扫描镜来操控扫描运动以引导光束。将激光束定位在二维上需要沿两个轴旋转单个镜子,或者为了更快的扫描,将光束反射到安装在正交轴上的两个严密间隔的镜子上。激光器也能够经过称为聚集或Z移位器的伺服操控透镜体系以三维方式定位。
  单次扫描一般不足以发生受试者的完好模型,因而有必要经过称为对齐或配准的进程将多次扫描结合到一个一起的参考体系中。
  飞翔时刻
  激光扫描的中心概念之一是飞翔时刻。这指的是运用激光测距仪来计时从扫描仪传播到物体并再次回来的光脉冲的往复。因为光速是已知常数,因而能够经过丈量光脉冲回来扫描仪所花费的时刻来核算扫描仪和物体之间的间隔。因而,基于飞翔时刻核算间隔的公式很简单:
  因而,飞翔时刻传感器的精度取决于激光扫描仪计时器的精度。
  该技能的首要长处是其远间隔才能,这便是为什么一-些飞翔时刻扫描仪用于大规模丈量项目的原因。但是,准确地丈量数量与光脉冲在质量实验室中进行往复所花费的时刻相同微乎其微是困难的。这便是为什么独自的飞翔传感器不足以满足需要高精度丈量的应用的原因。
  三角
  许多手持式扫描仪运用三角丈量来抵消飞翔时刻丈量所带来的精度降低。例如,手持式激光扫描仪一般包括跟踪投射到扫描目标上的激光点的相机。这使得扫描仪能够比独自运用飞翔时刻丈量更精确地三角丈量目标的间隔。但是,尽管三角丈量能够完成更高的精度,但它也约束了扫描仪的有用范围。
  点云和注册
  在zui基本的术语中,点云指的是坐标系中的一组数据点。在规范笛卡尔坐标系中,点是根据X,Y和Z坐标定义的。在3D扫描的上下文中,点云表明扫描的成果为非结构化三维数据。点云的典型文件格式是TXT,IGS和ASCII。然后将点云数据引进公共参考体系,其间数据经过对齐或注册进程合并为完好模型。该进程能够在扫描本身期间(在高端3D扫描仪的情况下)或作为后处理步骤发生。能够运用软件进一步处理得到的数据,以铲除像差或填充数据点中的空隙,创立三角形网格或多边形模型,并导出为STL文件或转换为非均匀合理B-Spline(NURBS)用于CAD模型。

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