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激光三维扫描仪的应用
     1)概述
    随着WindowsNT技术和计算机图形图像学水平的突飞猛进的发展,以及我国的综合实力的提高,伴随着数字化概念的茁壮成长,各行各业对激光三维扫描仪技术的了解更加深入,使用要求更加迫切。本文从技术的应用角度介绍我们日常进行的三维扫描,建模,造型,快速成型等的一般方法。
    2)硬件介绍
    当前在我国主要有进口产品,我国厂家自行设计产品两大类。分为接触式和非接触式两种。计算原理分为激光三角形测距原理,激光飞行时间差测距原理。激光射程分为近程和远程。一般来说扫描5米以内的物体的时候,由于精度的要求,采用近程三维扫描仪。对5米以上的物体进行数字化的时候,就需要远程三维扫描仪。特别是机械零部件一类的物体,不论尺寸大。跃鹊囊笫呛芨叩,就一定要使用近程三维扫描仪。对于类似于10米大小的文物,就需要使用远程三维扫描仪。对于人体数字化,则需要使用非接触的三维扫描仪。
    精易迅激光三维扫描仪是一种非接触式激光三维扫描仪。属于近程三维扫描仪。在2.5秒以内既可以获取物体表面的三维XYZ信息,又可以获取表面颜色RGB信息。所以它是彩色三维扫描仪。当扫描一个物体的时候,可以使用计算机进行控制,又可以采用独立工作方式亦即不用连接计算机就可以单独操作进行扫描,数据保存。它最大的特点是具有三个不同焦距的光学镜头,既可以扫描类似于牙齿的小物体,又可以扫描5米左右的大型物体。获取的XYZ数据可以输出到一般的其他软件当中进行进一步的处理和使用。
    如果物体比一般的牙齿还要。热缫豢糯竺,要想获取它的三维信息,就必须要使用超高精度的三维数据化仪了。
    3)软件介绍
    无论什么样的三维扫描仪,都不可能在一次扫描过程中获取物体的全部的表面数据。因此大部分的三维扫描仪仍然采用的是分布式扫描。亦即不断改变扫描仪或者物体的位置,进行多方向多次扫描。目的是获取尽可能的全部的数据。问题是这些从不同方向而获取的三维数据,如何进行拼接呢?一般而言,需要使用高级的专门生产软件的国际上的著名三维处理软件。硬件厂家不可能提供这些优秀的软件。国际上技术较为成熟的软件有Polyworks, Geomagic, RapidformXO等。这些软件专门面向三维扫描仪获取的点云数据,快速而精确的获得完整的三维数据。RapidformXO则在拼接合成等功能上进一步以新的工业设计理念生产出了类似于Solidwork这样的工业二次设计软件。即类似于正向设计软件,又类似于根据XYZ点云数据进行反向设计的软件。因此具有三维扫描仪并且准备进行工业设计的客户,可以重点关注该软件。
    4)操作流程
    首先用三维扫描仪进行多方向多次的扫描,从而获取尽可能全面的表面数据。然后使用RapidformXO等高级建模软件进行拼接合成,输出数据为STL, ASC, IGES等。这样就完成了初步的数据获取。如果目的是快速成型,那么STL格式就可以了,没有必要进行造型。如果目的是模具加工,那么就必须要进一步的对合成以后的STL格式数据进行造型。这时可以使用Imageware软件首先抽取特征,然后将特征数据输入到Pro/E等软件内,采用正向设计方法进行造型。或者使用RapidformXO直接进行拼接合成,造型。造型完毕后,可以进一步的输出为STL, X-T, IGES等格式,这些数据可以使用到数控机床。或者输出工程图等。如果目的是虚拟现实等需要体现视觉效果的,就需要将拼接合成后的数据asc输出到Maya, 3DMAX等软件内,将高清晰数码相机拍摄的图片信息贴到黑白的三维模型表面,从而得到一个高清晰的彩色三维模型数据,这些数据可以表示到立体显示屏幕上。如果是进行科学研究的,可以直接将拼接合成后的三维数据输出为可读的ASCII Text文件。
    5)总结
    欲想获取一个完整的具有高精度的三维数字模型,必须根据自己的具体的使用目的,决定选用什么样的三维激光扫描仪。根据自己对数据的要求决定使用什么样的处理软件。同时需要其他的配套的硬件,比如立体显示屏幕,快速成型机,三维立体打印机,内调机,雕刻机,数控机床等等。
 
 

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