一、三維掃描儀的分類

常用的(de)三維(wei)掃描(miao)儀根據傳感方式的(de)不同，分為(wei)接(jie)觸(chu)式和非接(jie)觸(chu)式兩種(zhong)。 接(jie)觸(chu)式的(de)采(cai)用探(tan)測(ce)(ce)頭直接(jie)接(jie)觸(chu)物體表(biao)(biao)面(mian)，通(tong)過(guo)探(tan)測(ce)(ce)頭反(fan)饋(kui)回(hui)來的(de)光電信(xin)號轉換(huan)為(wei)數字面(mian)形(xing)信(xin)息，從而實現對物體面(mian)形(xing)的(de)掃描(miao)和測(ce)(ce)量，主(zhu)要以三坐標測(ce)(ce)量機為(wei)代表(biao)(biao)。

接(jie)觸(chu)(chu)式測(ce)(ce)(ce)量(liang)具有較高的(de)(de)(de)準(zhun)確(que)(que)性(xing)和可(ke)靠性(xing)；配合測(ce)(ce)(ce)量(liang)軟(ruan)件，可(ke)快速準(zhun)確(que)(que)地測(ce)(ce)(ce)量(liang)出物體的(de)(de)(de)基本幾何形狀，如面，圓(yuan)，圓(yuan)柱，圓(yuan)錐，圓(yuan)球等。其缺點是(shi)：測(ce)(ce)(ce)量(liang)費用較高；探(tan)頭(tou)易磨損。測(ce)(ce)(ce)量(liang)速度(du)慢；檢測(ce)(ce)(ce)一些內(nei)部元件有先天(tian)的(de)(de)(de)限制(zhi)，故(gu)欲求得物體真實外形則需要對探(tan)頭(tou)半徑進行補償(chang)，因此可(ke)能會(hui)導致(zhi)修(xiu)正誤差(cha)的(de)(de)(de)問題；接(jie)觸(chu)(chu)探(tan)頭(tou)在測(ce)(ce)(ce)量(liang)時(shi)，接(jie)觸(chu)(chu)探(tan)頭(tou)的(de)(de)(de)力將使(shi)探(tan)頭(tou)尖(jian)端(duan)部分與被測(ce)(ce)(ce)件之間(jian)發生(sheng)局部變形而影響測(ce)(ce)(ce)量(liang)值的(de)(de)(de)實際讀(du)數(shu)；由于探(tan)頭(tou)觸(chu)(chu)發機(ji)構的(de)(de)(de)慣(guan)性(xing)及時(shi)間(jian)延遲而使(shi)探(tan)頭(tou)產(chan)生(sheng)超越現象，趨近速度(du)會(hui)產(chan)生(sheng)動態誤差(cha)。

隨著計算(suan)機機器視(shi)覺這一新興學科的興起和發展(zhan)，用非(fei)(fei)接觸(chu)的光電方(fang)法對曲(qu)面的三維形貌進行快速測量(liang)已成(cheng)為大趨勢。這種非(fei)(fei)接觸(chu)式測量(liang)不僅避免了接觸(chu)測量(liang)中需要對測頭(tou)半徑加以補(bu)償所帶來(lai)的麻煩，而且(qie)可以實(shi)現(xian)對各類表面進行高速三維掃(sao)描。

目前(qian)，非接(jie)觸(chu)式(shi)三(san)維(wei)掃(sao)(sao)描(miao)儀很多，根據傳感方法不同，常用(yong)的(de)有基(ji)于激(ji)光掃(sao)(sao)描(miao)測量(liang)、結構光掃(sao)(sao)描(miao)測量(liang)和工業CT等(deng)的(de)，分(fen)別代表市面上主(zhu)流的(de)三(san)維(wei)激(ji)光掃(sao)(sao)描(miao)儀，照相式(shi)三(san)維(wei)掃(sao)(sao)描(miao)儀，和CT斷層掃(sao)(sao)描(miao)儀等(deng)。

采用非接觸(chu)式三(san)(san)維掃描儀因其非接觸(chu)性，對物(wu)體表面(mian)不(bu)會有損傷，同時相(xiang)比(bi)接觸(chu)式的(de)具有速度(du)快，容易(yi)操作等特征(zheng)，三(san)(san)維激光掃描儀可以達到5000－10000點(dian)/秒(miao)的(de)速度(du)，而照相(xiang)式三(san)(san)維掃描儀則采用面(mian)光，速度(du)更(geng)是達到幾秒(miao)鐘百萬(wan)個(ge)測量點(dian)，應(ying)用與(yu)實(shi)時掃描，工業檢(jian)測具有很好的(de)優勢。

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二、三維掃描儀的原理

拍照式三維掃描儀是一種高(gao)速高(gao)精(jing)度(du)的三(san)(san)(san)維(wei)掃(sao)描測(ce)(ce)量(liang)設(she)(she)(she)備(bei)，應用(yong)的是目(mu)前(qian)國際(ji)上最先進的結(jie)構光非(fei)接觸照相(xiang)(xiang)測(ce)(ce)量(liang)原(yuan)理。采(cai)用(yong)一種結(jie)合結(jie)構光技術(shu)、相(xiang)(xiang)位(wei)測(ce)(ce)量(liang)技術(shu)、計(ji)(ji)(ji)算(suan)機(ji)視(shi)覺技術(shu)的復合三(san)(san)(san)維(wei)非(fei)接觸式測(ce)(ce)量(liang)技術(shu)。它采(cai)用(yong)的是白光光柵掃(sao)描，以(yi)非(fei)接觸三(san)(san)(san)維(wei)掃(sao)描方式工作，全自動拼接，具(ju)有高(gao)效率、高(gao)精(jing)度(du)、高(gao)壽命、高(gao)解析(xi)度(du)等(deng)優點，特別(bie)適用(yong)于復雜自由曲面逆(ni)向(xiang)(xiang)建模， 主要應用(yong)于產品研發設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)（RD，比如(ru)快速成(cheng)型、三(san)(san)(san)維(wei)數(shu)字化、三(san)(san)(san)維(wei)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)、三(san)(san)(san)維(wei)立體掃(sao)描等(deng)）、逆(ni)向(xiang)(xiang)工程（RE，如(ru)逆(ni)向(xiang)(xiang)掃(sao)描、逆(ni)向(xiang)(xiang)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)）及三(san)(san)(san)維(wei)檢測(ce)(ce)CAV），是產品開發、品質檢測(ce)(ce)的必備(bei)工具(ju)。三(san)(san)(san)維(wei)掃(sao)描儀在部分地區又稱(cheng)為激光抄數(shu)機(ji)或者3D抄數(shu)機(ji)。

拍照式光學三維掃描儀，其結構原理主要由(you)光柵投(tou)(tou)影設備(bei)及兩個工業(ye)級的(de)CCD Camera所構成，由(you)光柵投(tou)(tou)影在待(dai)測物上，并加以粗細(xi)變(bian)化及位(wei)移，配合CCD Camera將所擷取的(de)數字影像透過計(ji)算機運算處理，即可得知待(dai)測物的(de)實際(ji)3D外型。

拍照式三(san)維(wei)掃描儀(yi)采(cai)用非接觸白光(guang)技術(shu)， 避免對物體(ti)表面(mian)的接觸，可以(yi)測(ce)量(liang)(liang)各種材(cai)料的模型，測(ce)量(liang)(liang)過程中被(bei)測(ce)物體(ti)可以(yi)任意翻轉和移動，對物件進行多(duo)個視角(jiao)的測(ce)量(liang)(liang)，系統進行全自動拼接， 輕(qing)松實現物體(ti)360高精度測(ce)量(liang)(liang)。并且(qie)能夠在獲取表面(mian)三(san)維(wei)數據的同時，迅(xun)速(su)的獲取紋理(li)信息，得(de)到逼真的物體(ti)外形，能快速(su)的應用于(yu)制(zhi)造(zao)行業(ye)的掃描。