扫描仪原理

1914年建造在密尔沃基,由著名设计师马歇尔和福克斯设计的新古典主义建筑,74英尺高,442吨10幢希腊格林式建筑,屋顶飞檐处皆有雄伟的花岗岩修饰. 西北相互人寿保险公司(Northwestern Mutual Life building in Milwaukee)（美国）以3000万美元修复此建筑.而修复此建筑的关键在于对其飞檐的历史保存.在对此建筑物做任何动作之前,首先必须获得建筑的所有尺寸数据,包括飞檐的竣工文件.此任务就交给了当地的SightLine, LLC,负责收集和测量飞檐到建筑中心的数据测量任务. 为了缩小创新与传统的差距, SightLine 利用法如激光扫描仪FARO laser scanner 完美的将经典之美数据测量并保存下来。&ldquo 法如扫描仪的测量范围，无论从距离，还是从精度，使我们能够完美的完成任务&rdquo SightLine 总裁 Penny Anstey 说. 法如扫描仪通过高速旋转反射镜，反射接收激光束，以获得360度数据点云，利用编码器测量反射镜的转速和扫描仪自身的旋转，来确定各个点的X,Y,Z坐标点，建立数模。 SightLine 仅用了4天时间就完成了对檐口的数据采集。 法如激光扫描仪150米的测距，完全能够满足 SightLine 在该项目中的需求，而且误差小于1/10英寸。整个测量不需借助任何脚手架或者悬挂物，&ldquo 几乎所有的数据都是在地面进行采集，而且数据采集之快，范围之详细，精度之高，承包商认为这就是一个奇迹&rdquo Penny Anstey 感慨地说。 SightLine 通过标靶将测量空间分成几部分，克服了由于有遮挡而无法采集数据的问题，进行测量。 并通过法如软件将从不同地点采集的数据进行拼接。 这种将点云数据可视化的原理和X光技术有些类似。承包商一度认为激光扫描仪能够穿透墙壁获得数据。 数据 Sightline 选定3D点云数据，通过不同方位的点云，建立CAD建筑图纸，并绘制了16组2D檐口和建筑物的平面图纸。扫描结果显示，原设计图纸与实际建筑并不符合。一个完整的飞檐明显比其它的要长，而这一点平时肉眼是很难看出来的。承包商一发现此差异，立刻要求提供更多的建筑物信息。SightLine提供了海拔研究论文和一些建筑装饰元素的细节部分（如窗口弯角）。更多的偏差被发现。虽然现有的设计图纸作为标杆被存储，此次扫描发现了很多错误的地方。 SightLine 收集了大量的扫描数据，根据实际情况更新了现存信息。并利用软件管理数据，获得了更多信息。 收益 &ldquo 我们感觉激光扫描仪的潜力巨大，不但节省大量的事情，减少人为错误，而且提高了数据的安全性&rdquo Penny Anstey说。收集数据快，便于数据采集和测量精度高均是影响SightLine公司选择激光扫描仪测量，还是选择传统测量的主要权衡因素。 &ldquo 采用传统手工测量，此工程需要几个月才能完成，其间还要借助脚手架，悬架等辅助工具，&rdquo Penny Anstey说，&ldquo 暂且不提可能工人在工作中会有些遗漏，还要重回现场，收集数，但就是测量精度，说又能说测量的数据准确呢？&rdquo 关于 SightLine公司 SightLine 公司是专门提供3D测量数据的服务公司。他们专业提供清晰而准确的建筑结构数据。 欲知本产品信息：点击进入法如科技 FARO Technologies,Inc. 地址：上海市桂林路396号3号楼1楼 邮编：200233 Tel： 86-21-61917600 Fax：86-21-64948670 网址：www.faroasia.com/china e-mail: chinainfo@faro.com

2009年5月，北京周口店遗址第一地点（猿人洞）开始进行保护性的考古发掘前期工作。自上世纪70年代以来，猿人洞就再未进行过考古发掘，长时间的风化侵蚀使猿人洞的剖面出现险情，为排除险情，稳定剖面，经国家文物局批准，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所与周口店北京人遗址管理处联合对猿人洞西剖面进行保护性的清理发掘。在发掘之前，为翔实记录猿人洞的历史原貌，文物保护专家利用现代先进的法如3D激光扫描仪，获取到详尽的、高精度的猿人洞三维立体影像图数据&mdash &mdash 数十万年前古人类生活过的洞穴实景得以再现，科技的发展可以让人类审视现在的文明和进步！ 关于北京猿人遗址： 北京猿人遗址是世界著名的古人类遗址，它位于周口店龙骨山上，于1 9 2 1年开始发掘，是目前世界上同时期人类遗址中材料最丰富的一个，又是华北中更新世（即第四纪冰川更新世中间的一个时期 ）洞穴堆积的标准剖面，在古人类学和第四纪地质学上均占有很重要的地位。这个遗址1 9 6 1年被国务院定为全国第一批重点文物保护单位，1 9 8 7年被联合国教科文组织列入世界文化遗产名录。 解决方案： 文物保护专家使用了法如激光扫描仪，在猿人洞现场简单架设和移站扫描仪，通过测量扫描即可获得洞穴的真实三维场景再现。三维测量的原理是激光测距。第一步是发射激光束，旋转的镜面将激光束直接反射到测量区域：通过反射回镜面的激光束，可以精确和唯一地确定镜面到物体之间的距离。在编码器测量镜头旋转角度与激光扫描仪的水平旋转角度后，计算机可以精确计算出每个测量点的空间坐标，并把这些三维空间点的坐标存贮起来。这一步骤每秒最快重复近百万次，通过重复这一步骤，并最终形成被测环境的三维空间图像。其分辨率比传统的数码相机高上千倍，大空间激光三维扫描仪的场景数字化记录优势已得到充分验证。被测对象通过无缝拼接形成完整空间，克服了视角局限外挂数码照相机，实现彩色扫描，还原彩色现实。 欲知本产品信息：点击进入 法如科技 FARO Technologies,Inc. 地址：上海市桂林路396号3号楼1楼 邮编：200233 Tel： 86-21-61917600 Fax：86-21-64948670 网址： www.faroasia.com/china e-mail: chinainfo@faro.com

工业级三维扫描仪如何选择 随着技术的不断更新迭代，市场上有众多不同类别、不同品牌、不同价位的产品，用户对于如何选择适合自己的三维扫描仪存在一些疑惑。本期，秀磊老师就来讲解一下如何选择工业级三维扫描仪，并详细分析固定拍照式和手持式三维扫描仪的特点及适用领域。 Part 1 工业级三维扫描仪选择维度 秀磊老师：我们一般建议用户，在选购工业级三维扫描仪产品的时候，围绕以下维度去综合评估： 01.硬件指标○ 扫描精度以及精度稳定性（精度和重复精度）○ 扫描精细度（细节）○ 扫描速度○ 使用体验（便携性、易用性）Tips：这里，容易忽视的一点：重复精度，又称精密度（即多次测量同一样件，数据测量结果的一致性/稳定性），这需要厂商拥有多年的行业积淀、过硬的技术实力以及严谨的质量管理体系。02.用户指标 ○ 数据质量要求，实际扫描的精度、精细度要求○ 使用场景需求，扫描对象大小、材质以及扫描时间○ 预算 03.厂商指标○ 用户口碑○ 品牌与服务○ 软件升级 在用户具体选择工业三维扫描仪时，主要是参照用户指标，接下来我们将围绕这个方面展开，详细介绍如何选择拍照式或手持式三维扫描仪。 Part 2 两种工业级三维扫描仪的特点 秀磊老师：工业级的三维扫描仪，拍照式和手持式这两种是主流类别。首先，我们要明确一点，这两种技术的差别在于技术原理和适用场景的不同，两者之间并不存在孰好孰坏，就如同手术刀和菜刀一样，都是刀，但是适用的场景不同。 01.拍照式：精度与精细度具有优势拍照式和手持式三维扫描仪的点云生成原理不同，前者单幅点云即可输出，后者为多帧数据拼接融合生成点云，使得在相同的成像条件下，拍照式三维扫描仪在精度和细节具有良好表现：○ 计量级精度，天远OKIO系列精度水平最高可达0.005mm，重复精度稳定；○ 细节的还原度很好。- OKIO系列三维扫描仪扫描细节展示 -02.手持式：便携性和材质适应性具有优势由于激光光源的特性，使得手持式三维扫描仪在便携性和材质适应性方面具有优势：○ 扫描灵活、便捷、快速（天远FreeScan UE仅750g，轻巧易用），完整扫描一辆轿车，10分钟即可完成；○ 适应材质广泛，针对一些黑色、反光样件，无需喷粉，直接扫描；○ 高精密度（天远FreeScan UE 精度高达0.02mm，重复精度稳定）。Part 3 两种工业级三维扫描仪选择要点 在实际挑选的时候，最需要关注的还是对于数据质量的要求和使用场景。01. 精度和细节高要求——推荐拍照式 小型精密零部件，对于精度和细节要求高高水平生产线，精度要求在0.005-0.015mm02.便携性、材质适应性高要求，推荐手持式 扫描样件无法拆卸、移动扫描样件黑色、高反光，且不适喷粉03.一般选型参考秀磊老师：一般情况下，我们的选型原则是：○ 对精度和精细度有明确高要求，选用拍照式三维扫描仪（针对黑色和高反光零件的精密测量，可以在零件表面喷粉后，进行扫描）；○ 对于使用便携性和材质适应性有明确要求，选用手持式三维扫描仪；○ 除却这两个明确的要求，那么我们推荐的选型范围如下：04.选型认知误区 一直以来，大家对于拍照式和手持式三维扫描仪的认知有一个误区，即大家误认为拍照式三维扫描仪扫描不够灵活、较慢，其实不然。在一些扫描场景中，比如产品方便移动的，或者是结构轮廓复杂的，甚至要求CPK批量检测的，拍照式三维扫描仪具有迅速、高效、高精度、高重复性的优势。 比如扫描一个直径8厘米左右的管道泵铝叶轮，配合自动转台，一分钟以内即可获得三维数据；再比如配合协作机器人或多机联动，批量化检测、自动输出报告，更是具有惊人的效率。现在，国际上先进的生产线，例如特斯拉电动汽车以及F35战斗机，其对于精度、细节均有高要求，采用拍照式三维扫描仪来进行全尺寸的三维检测，使用效率也是有目共睹。- 特斯拉产线三维尺寸检测 -- F35产线三维尺寸检测 -（图片素材分别源于：“保罗车闻”好看视频和“原创学习”公众号） Part 4 两种工业级三维扫描仪应用案例01. 拍照式三维扫描仪 示例一：扫描光猫下壳示例二：扫描手机组成部件示例三：最薄处仅0.16mm的薄壁件示例四：直径6mm精密零件示例五：塑胶模具，精度要求0.03mm以内02.手持式三维扫描仪 示例一：扫描飞机发动机管路示例二：扫描机械铸造零部件示例三：扫描高反光模具小 结秀磊老师：通过此番讲解，相信大家对于“如何进行拍照式和手持式三维扫描仪的选择”有一个基本的认知：○对于中小尺寸的精密零部件，选用拍照式三维扫描仪；○对于中大型零件，且同一设备需在多场景内使用，选用手持式三维扫描仪；○同时，越来越多对于尺寸检测具有高要求的用户，均会配备拍照式和手持式三维扫描仪，以满足设计和生产环节中不同的三维检测要求，提升效率，并增强产品品质。 若是大家在实际选择中，仍有疑虑，可联系天远技术服务团队，进行扫描演示。天远深耕高精度3D视觉检测领域多年，拥有丰富的行业经验，可以根据您的需求，提供最合适的技术解决方案。