Технологии 3D-сканирования

используют процесс, называемый тригонометрической триангуляцией, для точного отображения трёхмерной формы в виде миллионов точек. Лазерные сканеры работают путём проецирования лазерной линии или нескольких линий на объект, а затем фиксируют его отражение с помощью одного или нескольких датчиков. Датчики располагаются на известном расстоянии от источника лазерного излучения. Точные точечные измерения могут быть выполнены путём вычисления угла отражения лазерного света. Лазерные сканеры очень популярны и имеют множество конструкций. Они включают ручные портативные устройства, устройства на базе манипулятора, устройства на базе КИМ, устройства дальнего действия и одноточечные устройства дальнего действия. Преимущества лазерных 3D-сканеров. Возможность сканирования сложных поверхностей, например, блестящих или темных. Менее чувствительны к изменению условий освещённости и окружающему свету. Часто более портативны. Более простая конструкция - проще в использовании и дешевле.

Исторически известные как 3D-сканеры "белого света", большинство 3D-сканеров со структурированным светом сегодня используют синий или белый светодиодный проецируемый свет.   Эти 3D-сканеры проецируют на объект световой рисунок, состоящий из полос, блоков или других фигур.    3D-сканер имеет один или несколько датчиков, которые смотрят на края этих узоров или структурных фигур, чтобы определить 3D-форму объекта.  Используя тот же метод тригонометрической триангуляции, что и в лазерных сканерах, расстояние от датчиков до источника света известно.   Сканеры структурированного света могут быть установлены на штативе или держаться в руках.

Сканеры на основе лазерных импульсов, также известные как времяпролетные сканеры, основаны на очень простой концепции: скорость света известна очень точно. Таким образом, если известно время, которое требуется лазеру, чтобы достичь объекта и отразиться от датчика, то известно и расстояние от датчика до объекта. В этих системах используются схемы с точностью до пикосекунд для измерения времени, которое требуется миллионам импульсов лазера, чтобы вернуться к датчику, и вычисления расстояния. Поворачивая лазер и датчик (обычно с помощью зеркала), сканер может сканировать вокруг себя на 360 градусов.

Лазерные фазосдвиговые системы - это ещё один тип технологии времяпролетных 3D-сканеров, и концептуально они работают аналогично импульсным системам. В дополнение к импульсному лазеру эти системы также модулируют мощность лазерного луча, и сканер сравнивает фазу лазерного излучения, посылаемого и возвращаемого на датчик. Измерения фазового сдвига обычно более точные и тихие, но не такие гибкие для сканирования на большие расстояния, как импульсные 3D-сканеры. Лазерные импульсные 3D-сканеры могут сканировать объекты на расстоянии до 1000 м, в то время как сканеры с фазовым сдвигом лучше подходят для сканирования объектов на расстоянии до 300 м или менее.

Используются в основном для контроля деталей.   Машина может управляться вручную или автономно с помощью программного обеспечения и компьютеров.   Измерения определяются путём присоединения датчика к машине.   Датчик обычно имеет небольшой шарик на конце вала известного диаметра.   Затем КИМ программируется на контакт с деталью.   Когда машина чувствует контакт с наконечником датчика, измеряется значение в пространстве XYZ. Наиболее распространённым типом КИМ является мостовой тип, который имеет 3 оси X, Y и Z. Система датчиков, которая крепится многократно, может вращаться, обеспечивая дополнительные 3 оси, в общей сложности 6 степеней свободы (DOF).    Для очень точного измерения деталей с точностью до нескольких микрон КИМ обычно устанавливаются в контрольной комнате с усиленным полом, контролируемой влажностью и температурой, изоляцией от вибрации и других сил, которые могут повлиять на точность.   Кроме того, большинство КИМ имеют большой гранитный стол с идеально ровной поверхностью.   Детали закрепляются на гранитном столе таким образом, чтобы исключить их перемещение в процессе измерения.

Система 3D-сканирования или зондирования на базе манипулятора похожа на координатно-измерительную машину (КИМ) тем, что для измерения детали может использоваться контактный датчик.   В дополнение к датчику многие системы на базе манипулятора также оснащены прикрепляемым лазерным 3D-сканером для сбора большого количества точек.   Программное обеспечение отслеживает движения суставов руки, чтобы знать, где она находится в трёхмерном пространстве в любой момент времени. Системы на базе манипуляторов работают путём крепления шарнирного манипулятора к столу или прочному основанию.   Затем рука держится за рукоятку на конце и перемещается для зондирования или сканирования.  Основное преимущество этих систем заключается в том, что они гораздо более портативны, чем КИМ, и могут использоваться в цеховых условиях.

Системы 3D-сканирования и зондирования с оптическим слежением используют набор камер для отслеживания местоположения головки 3D-сканера или зонда в трёхмерном пространстве.   Эти системы имеют преимущества перед системами на базе манипулятора, включая свободу перемещения, лучшую точность на расстоянии и возможность включения "динамической привязки". Системы динамической привязки работают путём прикрепления мишеней или светодиодных индикаторов к объекту сканирования или зондирования. Это позволяет системе камер отслеживать деталь и сканирующую или измерительную головку отдельно друг от друга.    В результате деталь может двигаться даже во время сканирования, и при этом не происходит потери точности или качества данных.   Кроме того, систему камер можно перемещать, что позволяет сканировать большие детали за одну установку.

(называемые также «манипуляторы» или «руки») являются мобильными метрологическими измерительными системами с 6-ю и 7-ю степенями свободы (осями). Они идеально подходят для быстрых и точных измерений объектов, геометрических размеров, отклонений формы и взаимного расположения поверхностей деталей в любом удобном для Вас месте благодаря мобильности и лёгкости в установке системы. Измерительная рука представляет собой шарнирно-соединённые между собой сегменты (плечо и предплечье), изготовленные из углеродного волокна (для лёгкости и термостабильности), а также встроенный противовес, блок управления и источник питания. Определение положения каждого звена манипулятора осуществляется с помощью встроенных высокоточных угловых датчиков (энкодеров) в каждой оси. Измерительные манипуляторы могут работать как с контактными (тактильными) датчиками, так и с бесконтактными лазерными сканерами. При использовании контактных датчиков определяется координата центра шарика щупа при касании измеряемой поверхности. При применении лазерного сканера определяются координаты множества точек измеряемой поверхности в пределах поля зрения сканера. Полученные координаты точек обрабатываются специализированным программным обеспечением, рассчитываются геометрические размеры, параметры отклонения формы и взаимного расположения поверхностей и элементов деталей. Доступное к использованию программное обеспечение: PolyWorks, Verisurf, Metrolog, Geomagic и др. Для проведения контроля геометрии изделий и их элементов, измерительные руки устанавливаются либо на штативы, либо на ровную жёсткую поверхность через специальные основания (магнитные, вакуумные, фиксирующиеся болтами). Данные системы не являются автоматизированными, сбор данных выполняется оператором вручную.

научно-техническая дисциплина, занимающаяся определением формы, размеров, положения и иных характеристик объектов по их фотоизображениям. Существует два основных направления в фотограмметрии: создание карт и планов Земли (и других космических объектов) по снимкам (фототопография), и решение прикладных задач в архитектуре, строительстве, медицине, криминалистике и т. д. (наземная, прикладная фотограмметрия).
Если вкратце, то это процесс создания 3D-моделей из нескольких изображений одного объекта, сфотографированного с разных углов. Эта техника совсем не нова, она намного старее современного процесса, и она широко использовалась в картографии и геодезии. Она стала более популярной благодаря доступности из-за увеличения мощности компьютеров, что позволило ей распространиться в другие области, такие как разработка игр, видеоэффекты и построение моделей под разные задачи.

любой компьютер - вспомогательный томографический процесс, обычно рентгеновская компьютерная томография , который использует облучение для создания трёхмерных внутренних и внешних представлений отсканированного объекта. Промышленное компьютерное сканирование используется во многих отраслях промышленности для внутреннего контроля компонентов. Некоторые из основных применений промышленного КТ-сканирования - это обнаружение дефектов, анализ отказов, метрология, анализ сборки и обратное проектирование . Как и в медицинской визуализации , промышленная визуализация включает в себя как нетомографическую рентгенографию (промышленную рентгенографию ), так и компьютерную томографическую радиографию (компьютерную томографию).