三维扫描仪的应用

　　三维扫描仪

　　三维扫描仪（3D scanner） 是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状（几何构造）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）。

　　搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。

　　三维扫描仪的制作并非仰赖单一技术，各种不同的重建技术都有其优缺点，成本与售价也有高低之分。目前并无一体通用之重建技术，仪器与方法往往受限于物体的表面特性。例如光学技术不易处理闪亮（高反照率）、镜面或半透明的表面，而激光技术不适用于脆弱或易变质的表面。

　　三维扫描仪的应用

　　三维扫描技术是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构进行扫描，以获得物体表面的空间坐标。

　　近年来，三维扫描技术在制造业中应用越来越广泛，高速三维扫描及数字化系统在逆向工程中发挥着越来越重要的作用，并在汽车、家电等行业得到成功应用。

　　近年来，市场对产品设计的要求发生了巨大的变化，多品种、小批量代替了少品种、大批量的生产模式。逆向工程在对已有产品进行数据丈量拟合、分析、改进设计，比传统产品的开发过程要快很多，由于三维扫描具备逆向工程的特点，因此极大地满足了市场对新产品的需求。

　　三维扫描技术可实现非接触测量，以三维扫描技术为原理的设备主要以三次元测量系统为主，与传统测量手段相比，具有速度快、精度高等优点。

　　目前， 三维扫描技术主要应用于以下几个方面：①逆向工程。②扫描实物，建立CAD数据。③对于不能使用三维CAD数据的部件，建立数据。④检测。⑤生产线质量控制和产品元件的形状检测。等等。

　　根据三维扫描技术研发的设备有以下几类：拍照式、关节臂式、三坐标、激光跟踪式、激光扫描式。

　　我们知道，零部件以及产品的尺寸测量是现代工业生产中必不可少的工作，除了长度、直径等的测量外，三维测量成为现代工业生产中另一重要的测量工作，如果使用三坐标测量机，不仅价格昂贵、操作复杂，在对复杂物体进行测量时，则速度非常慢，很难实现在线测量。而三维扫描技术能够迅速测量物体表面每个点的三维坐标，这是传统测量手段所不能满足的。

　　三维扫描技术在测量中的应用，最早可追溯到上世纪八十年代，当时，美国企业将结构光技术的三维扫描设备用于流水线上的零部件检测，精度达到了0.02毫米；到九十年代，欧美的一些大汽车公司、机械加工生产和装配厂开始使用三维扫描仪对对产品外形和零部件进行测量。如今，三维扫描仪在国外得到广泛的应用。

　　形创·中国致力于三维扫描技术的开发虽然只有十多年，但是其产品的更新换代非常快速，这既得益于其拥有强大的研发团队，同时通过收购Acti CM、Inspeck等世界领先厂商，也为其技术创新带来新的变革。

　　目前，形创·中国生产的便携式3D扫描仪、光学坐标测量系统等三维扫描仪在市场上具有很大的占有率，凭借先进的技术，赢得了众多用户的认可。

　　其研发的三维扫描仪在航空航天、汽车/运输、消费品、制造业、重工业、发电行业等各大行业均有广泛的应用。

　　德中施君光电技术有限公司致力于光学测量三十余年，其研发的手持式三维激光扫描仪、三维扫描检测仪等产品凭借先进的技术和可靠的性能得到了广大用户的认可。

　　未来，随着光、机、点和计算机技术的成熟，三维扫描仪必将向着速度更快、精度更高、更轻更便携、应用领域更广泛等方向发展。

　　三维激光扫描仪的应用领域

　　作为新的高科技产品，三维激光扫描仪已经成功的在文物保护、城市建筑测量、地形测绘、采矿业、变形监测、工厂、大型结构、管道设计、飞机船舶制造、公路铁路建设、隧道工程、桥梁改建等领域里应用。三维激光扫描仪，其扫描结果直接显示为点云（pointcloud 意思为无数的点以测量的规则在计算机里呈现物体的结果），利用三维激光扫描技术获取的空间点云数据，可快速建立结构复杂、不规则的场景的三维可视化模型，既省时又省力，这种能力是现行的三维建模软件所不可比拟的 。

　　三维激光扫描技术应用领域：最近几年，三维激光扫描技术不断发展并日渐成熟，三维扫描设备也逐渐商业化，三维激光扫描仪的巨大优势就在于可以快速扫描被测物体，不需反射棱镜即可直接获得高精度的扫描点云数据。这样一来可以高效地对真实世界进行三维建模和虚拟重现。因此，其已经成为当前研究的热点之一，并在文物数字化保护、土木工程、工业测量、自然灾害调查、数字城市地形可视化、城乡规划等领域有广泛的应用。

　　（1）测绘工程领域：大坝和电站基础地形测量、公路测绘，铁路测绘，河道测绘，桥梁、建筑物地基等测绘、隧道的检测及变形监测、大坝的变形监测、隧道地下工程结构、测量矿山及体积计算。

　　（2）结构测量方面：桥梁改扩建工程、桥梁结构测量、结构检测、监测、几何尺寸测量、空间位置冲突测量、空间面积、体积测量、三维高保真建模、海上平台、测量造船厂、电厂、化工厂等大型工业企业内部设备的测量；管道、线路测量、各类机械制造安装。

　　（3）建筑、古迹测量方面：建筑物内部及外观的测量保真、古迹（古建筑、雕像等）的保护测量、文物修复，古建筑测量、资料保存等古迹保护，遗址测绘，赝品成像，现场虚拟模型，现场保护性影像记录。

　　（4）紧急服务业：反恐怖主义，陆地侦察和攻击测绘，监视，移动侦察，灾害估计，交通事故正射图，犯罪现场正射图，森林火灾监控，滑坡泥石流预警，灾害预警和现场监测，核泄露监测。

　　（5）娱乐业：用于电影产品的设计，为电影演员和场景进行的设计，3D游戏的开发，虚拟博物馆，虚拟旅游指导，人工成像，场景虚拟，现场虚拟。

　　（6）采矿业：在露天矿及金属矿井下作业，以及一些危险区域人员不方便到达的区域。例如：塌陷区域、溶洞、悬崖边等进行三维扫描。