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新手如何使用三维扫描仪以及三维扫描时的入门指南

概要

此次文章会带领大家了解三维扫描工作的前期准备、扫描过程中的注意事项及后期数据处理。

以捷克布尔诺科技博物馆馆藏飞机的扫描过程为例,带领大家深刻了解三维扫描仪扫描时的各种细节以及操作要领。 飞机的实际情况:需要修复的飞机为世界上首批量产的超音速飞机,身长10米,重达7.5吨。由于长期静置停放,该飞机左翼出现了腐蚀情况。
三维扫描目的:对飞机左翼进行三维扫描,可为后续的修复工作提供数据基础。

1.如何选择适合环境的设备?

2.扫描前需做的准备有哪些?

3.如何去贴标记点?

4.什么是*佳扫描距离?

5.为什么要设置分辨率?

6.后期数据如何处理?

7.何时需用到摄影测量?

1. 如何选择适合环境的设备?

环境光会影响三维扫描的精度和扫描效率。在户外扫描时,传统扫描仪由于光源等技术受限,受环境光的干扰较大,其扫描结果会大打折扣。而蓝光波长较短,抗干扰性强,户外扫描可以选择蓝光三维扫描仪。

此次扫描中选用的KSCAN-Magic三维扫描仪,是一款红外+蓝色激光计量级复合式三维扫描仪。
精度*高可达0.020 mm,标配五种工作模式:大面幅扫描、高速扫描、精细扫描、深孔扫描,内置全局摄影测量系统,可适应不同的扫描需求,捕捉复杂表面的数据。
此外,依托强大的扫描算法,KSCAN-Magic能快速捕捉大面幅数据,使户外扫描任务更为效率高便捷。

2.扫描前需做的准备有哪些?

为了确保扫描仪的扫描结果准确可靠,在设备经历长途运输后,需要用标定板对扫描仪进行快速标定。
为了达到较好的扫描效果,还需要根据现场环境和被测物特性,提前调整扫描仪的参数设置。

3.如何去贴标记点?

标记点也称为参考点,三维扫描仪通过标记点来捕捉物体表面的坐标信息。
因此,在扫描前,需要在物体表面放置标记点。
为了减少识别误差,建议随机放置标记点,标记点的分布不需要太规整。
可根据设备*大扫描面幅来预估标记点粘贴距离,理论粘贴距离为3-20cm,可根据实际情况微调。
KSCAN-Magic的*大扫描面幅达1440 x 860mm,采用蓝光快速模式标记点间距在250mm-350mm.
在飞机扫描修复案例中,主要以 250mm-350mm 左右的间隔放置标记点。
在不易识别的区域(如机翼边缘),可增加标记点来保证拼接数据的完整性,拼接过渡处的标记点应该不少于4个。

4.什么是*佳扫描距离?

扫描仪与物体之间存在佳的扫描距离,若扫描时,操作不当可能会导致点云丢失、扫描结果不佳等情况。
为了清晰地获取高质量的扫描数据,需让扫描仪处于合适的工作距离内。
扫描特定区域时,应从多个角度进行扫描,减少随机误差。

5.为什么要设置分辨率?

在给定的扫描距离下,点与点之间的距离即为分辨率。分辨率越高,扫描点云就越密集。如果对三维模型的细节要求高,则需要设置高分辨率。
本案例的分辨率为1.5 mm, 在不丢失细节的情况下,尽可能提高了扫描效率。
此外,建议在扫描中调整扫描位置和角度,从而对物体进行全方位的扫描。

6.后期数据如何处理?

扫描结束后,需对扫描数据进行处理,删除一些无用的多余数据。
KSCAN-Magic配备了扫描软件ScanViewer,在软件中,简单几步,即可编辑扫描数据,删除多余数据。
扫描数据可以网格化成三维模型,并以STL, PLY网格格式导出,或以ASC、IGS 和TXT点云格式导出。

7.何时需用到摄影测量?

当扫描大型物体时,由于拼接次数过多,累计误差会越来越大。
此时,若使用摄影测量系统,可通过大面幅多角度定位技术,减少累计误差,提高扫描精度。
摄影测量利用不同角度拍摄的照片来获取物体三维坐标。
当被扫物体的尺寸超过1米时,通过摄影测量,可提高标记点在空间的位置精度,提高后期扫描的数据精度。
KSCAN-Magic内置摄影测量系统,在扫描大型物体时有出彩的表现。

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