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(lái)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(chēng)“三維實(shí)景復(fù)制”技術(shù)，可對(duì)儀器周?chē)h(huán)境進(jìn)行全方位掃描。通過(guò)掃描可以獲取周邊環(huán)境所有的點(diǎn)位信息以及被測(cè)物體表面的反射強(qiáng)度和顏色信息，生成三維的彩色點(diǎn)云，即可將周?chē)h(huán)境數(shù)字化，存儲(chǔ)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(shí)間，縮短工期，又可以將建筑、管道等信息全部記錄下來(lái)，方便后期二維出圖與三維建模，從而更好的對(duì)工廠設(shè)施進(jìn)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(lái)偵測(cè)并分析現(xiàn)實(shí)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(lái)進(jìn)行三維重建計(jì)算，在虛擬世界中創(chuàng)建實(shí)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(jì)、逆向工程、缺陷檢測(cè)、機(jī)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(jiàn)其應(yīng)用。

 三維掃描儀的用途是創(chuàng)建物體幾何表面的點(diǎn)云，這些點(diǎn)可用來(lái)插補(bǔ)成物體的表面形狀，越密集的點(diǎn)云可以創(chuàng)建更精確的模型（這個(gè)過(guò)程稱(chēng)做三維重建）。

 02 三維掃描儀的分類(lèi)

 三維掃描儀分類(lèi)為接觸式與非接觸式兩種， 接觸式三維掃描儀透過(guò)實(shí)際觸碰物體表面的方式計(jì)算深度，如座標(biāo)測(cè)量機(jī)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(guò)程中必須接觸物體，待測(cè)物有遭到探針破壞損毀之可能，因此不適用于高價(jià)值對(duì)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(zhǎng)的時(shí)間，現(xiàn)今最快的座標(biāo)測(cè)量機(jī)每秒能完成數(shù)百次測(cè)量，而光學(xué)技術(shù)如激光掃描儀運(yùn)作頻率則高達(dá)每秒一萬(wàn)至五百萬(wàn)次。

 03 三維掃描儀的行業(yè)應(yīng)用

- 航空航天

 通過(guò)三維激光掃描儀可以快速完成飛機(jī)外形結(jié)構(gòu)研究。通過(guò)高精度掃描獲取完整準(zhǔn)確的外形數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)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(jī)等復(fù)雜形狀和結(jié)構(gòu)的研究。

 也可以對(duì)預(yù)裝配部件進(jìn)行掃錨，可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)中的虛擬裝配，進(jìn)行裝配部件的尺寸調(diào)整及驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)裝配前的基礎(chǔ)進(jìn)行掃描，可基于真實(shí)三維空間進(jìn)行虛擬搭接設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短工期，降低成本。

 汽車(chē)制造

 近幾年，隨著掃描行業(yè)的興起，汽車(chē)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(cè)量方法漸漸被非接觸式的掃描測(cè)量所取代。相對(duì)于傳統(tǒng)接觸式測(cè)量，光學(xué)掃描具有強(qiáng)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(cè)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(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

- 文物 存檔 修復(fù) 虛擬博物館

 通過(guò)三維激光掃描技術(shù)可對(duì)文物完整性進(jìn)行分析。

- 零部件檢測(cè)

 通過(guò)三維激光掃描技術(shù)可對(duì)零部件完整性進(jìn)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(guò)三維掃描儀的基礎(chǔ)掃描，可以搜集機(jī)構(gòu)或作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的完整三維信息，這些重要的基礎(chǔ)信息，為改建、設(shè)計(jì)、檢測(cè)提供真實(shí)、高精度的數(shù)據(jù)源。在軟件中將設(shè)計(jì)模型與三維場(chǎng)景進(jìn)行結(jié)合，以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行虛擬校驗(yàn)、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(cè)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。