一、三維掃描儀的分類

常用(yong)的(de)三維掃描儀根據傳感方式的(de)不同(tong)，分為(wei)接觸(chu)式和非接觸(chu)式兩種。 接觸(chu)式的(de)采用(yong)探測(ce)頭(tou)直接接觸(chu)物體表面(mian)，通過(guo)探測(ce)頭(tou)反(fan)饋回來的(de)光(guang)電信號(hao)轉換為(wei)數字面(mian)形(xing)信息(xi)，從而實(shi)現對物體面(mian)形(xing)的(de)掃描和測(ce)量，主要以三坐(zuo)標(biao)測(ce)量機為(wei)代表。

接觸式測(ce)(ce)(ce)(ce)量具有(you)較高的(de)準確(que)性(xing)和可(ke)靠性(xing)；配合測(ce)(ce)(ce)(ce)量軟件，可(ke)快速(su)準確(que)地(di)測(ce)(ce)(ce)(ce)量出物體的(de)基本(ben)幾何(he)形狀，如面，圓(yuan)，圓(yuan)柱，圓(yuan)錐，圓(yuan)球等。其缺點(dian)是：測(ce)(ce)(ce)(ce)量費用較高；探頭(tou)(tou)(tou)易磨損。測(ce)(ce)(ce)(ce)量速(su)度(du)慢；檢測(ce)(ce)(ce)(ce)一(yi)些內部元件有(you)先天(tian)的(de)限制，故欲求(qiu)得物體真(zhen)實外形則需要對探頭(tou)(tou)(tou)半徑(jing)進行補償，因此可(ke)能會(hui)導致修正誤差的(de)問(wen)題；接觸探頭(tou)(tou)(tou)在測(ce)(ce)(ce)(ce)量時，接觸探頭(tou)(tou)(tou)的(de)力將使探頭(tou)(tou)(tou)尖端(duan)部分與被(bei)測(ce)(ce)(ce)(ce)件之間發(fa)(fa)生(sheng)局(ju)部變(bian)形而影響測(ce)(ce)(ce)(ce)量值的(de)實際讀(du)數；由于探頭(tou)(tou)(tou)觸發(fa)(fa)機構的(de)慣性(xing)及時間延遲而使探頭(tou)(tou)(tou)產生(sheng)超(chao)越(yue)現(xian)象(xiang)，趨近速(su)度(du)會(hui)產生(sheng)動態誤差。

隨著計算機機器(qi)視覺這一新(xin)興(xing)學科的(de)興(xing)起和發展，用非接觸(chu)(chu)(chu)的(de)光電方法對(dui)曲(qu)面的(de)三維形貌(mao)進行(xing)快(kuai)速(su)測(ce)量已(yi)成為(wei)大趨勢。這種非接觸(chu)(chu)(chu)式(shi)測(ce)量不僅(jin)避免了接觸(chu)(chu)(chu)測(ce)量中需要對(dui)測(ce)頭半(ban)徑加以補(bu)償所帶來(lai)的(de)麻煩(fan)，而且可以實(shi)現(xian)對(dui)各類表面進行(xing)高速(su)三維掃描(miao)。

目前(qian)，非接觸式三維掃描(miao)(miao)儀很多，根據傳感方法不(bu)同，常用的有基于激光掃描(miao)(miao)測(ce)量、結構光掃描(miao)(miao)測(ce)量和(he)工業CT等(deng)的，分別代(dai)表市面上主流的三維激光掃描(miao)(miao)儀，照相式三維掃描(miao)(miao)儀，和(he)CT斷層掃描(miao)(miao)儀等(deng)。

采(cai)用非(fei)接(jie)(jie)觸式三維掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)儀(yi)因其非(fei)接(jie)(jie)觸性，對物(wu)體表面不會有損傷，同時相比(bi)接(jie)(jie)觸式的具(ju)有速度(du)(du)快，容易操作等(deng)特征，三維激光掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)儀(yi)可以達到5000－10000點/秒(miao)的速度(du)(du)，而照(zhao)相式三維掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)儀(yi)則采(cai)用面光，速度(du)(du)更是達到幾秒(miao)鐘百萬個測量點，應用與實時掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)，工業檢測具(ju)有很好的優勢。

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二、三維掃描儀的原理

拍照式三維掃描儀是一種(zhong)高速(su)高精度的三(san)維(wei)掃(sao)描(miao)(miao)測(ce)量設備，應(ying)用的是目前國際上最先進的結構光(guang)非接觸(chu)(chu)照(zhao)相(xiang)測(ce)量原(yuan)理。采(cai)用一種(zhong)結合(he)結構光(guang)技術(shu)、相(xiang)位(wei)測(ce)量技術(shu)、計(ji)(ji)算機(ji)(ji)視覺技術(shu)的復合(he)三(san)維(wei)非接觸(chu)(chu)式測(ce)量技術(shu)。它采(cai)用的是白光(guang)光(guang)柵掃(sao)描(miao)(miao)，以非接觸(chu)(chu)三(san)維(wei)掃(sao)描(miao)(miao)方式工作，全自動(dong)拼接，具(ju)有高效率、高精度、高壽命、高解析度等(deng)優(you)點，特別(bie)適用于(yu)復雜自由曲(qu)面(mian)逆(ni)(ni)向建模(mo)， 主(zhu)要應(ying)用于(yu)產品研(yan)發設計(ji)(ji)（RD，比如快速(su)成型、三(san)維(wei)數(shu)字化(hua)、三(san)維(wei)設計(ji)(ji)、三(san)維(wei)立體(ti)掃(sao)描(miao)(miao)等(deng)）、逆(ni)(ni)向工程（RE，如逆(ni)(ni)向掃(sao)描(miao)(miao)、逆(ni)(ni)向設計(ji)(ji)）及三(san)維(wei)檢測(ce)CAV），是產品開發、品質檢測(ce)的必(bi)備工具(ju)。三(san)維(wei)掃(sao)描(miao)(miao)儀(yi)在部分地區又稱為激(ji)光(guang)抄(chao)數(shu)機(ji)(ji)或者3D抄(chao)數(shu)機(ji)(ji)。

拍照式光(guang)學三維(wei)掃(sao)描儀(yi)，其結(jie)構原理主要由光(guang)柵投影設備及兩個(ge)工業(ye)級的(de)CCD Camera所(suo)構成，由光(guang)柵投影在待(dai)測物(wu)上，并(bing)加以粗細變化(hua)及位移，配合(he)CCD Camera將所(suo)擷取的(de)數字影像(xiang)透過計算(suan)(suan)機運算(suan)(suan)處理，即(ji)可得知待(dai)測物(wu)的(de)實際3D外型。

拍照式三(san)(san)維掃(sao)描儀采(cai)用(yong)非(fei)接觸(chu)白光(guang)技術， 避免對(dui)物體(ti)表面(mian)的(de)(de)接觸(chu)，可(ke)以測量(liang)(liang)各種材料的(de)(de)模(mo)型，測量(liang)(liang)過程中被測物體(ti)可(ke)以任意翻轉和(he)移動，對(dui)物件進行多個(ge)視角的(de)(de)測量(liang)(liang)，系統進行全自動拼接， 輕松實現物體(ti)360高(gao)精度測量(liang)(liang)。并且能(neng)夠(gou)在獲(huo)取表面(mian)三(san)(san)維數據的(de)(de)同時(shi)，迅速的(de)(de)獲(huo)取紋理信息(xi)，得(de)到逼真的(de)(de)物體(ti)外形(xing)，能(neng)快速的(de)(de)應用(yong)于制造行業的(de)(de)掃(sao)描。