一、三維掃描儀的分類

常用的(de)三(san)(san)維掃(sao)描(miao)儀根據傳感方(fang)式(shi)的(de)不同，分為接(jie)觸(chu)式(shi)和非接(jie)觸(chu)式(shi)兩種。 接(jie)觸(chu)式(shi)的(de)采用探測(ce)(ce)頭(tou)直(zhi)接(jie)接(jie)觸(chu)物體表面(mian)，通過探測(ce)(ce)頭(tou)反饋回(hui)來的(de)光電信號轉(zhuan)換為數(shu)字面(mian)形(xing)信息，從而實現對物體面(mian)形(xing)的(de)掃(sao)描(miao)和測(ce)(ce)量，主要以三(san)(san)坐標測(ce)(ce)量機為代(dai)表。

接(jie)觸(chu)式測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)具有較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)準(zhun)確性和(he)可靠性；配合測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)軟(ruan)件，可快速(su)(su)準(zhun)確地測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)出(chu)物體的(de)(de)(de)(de)(de)基本幾何形(xing)狀(zhuang)，如面，圓(yuan)，圓(yuan)柱，圓(yuan)錐，圓(yuan)球等(deng)。其缺點是：測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)費(fei)用較(jiao)高；探頭易磨損。測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)速(su)(su)度慢；檢測(ce)(ce)一些內(nei)部(bu)元(yuan)件有先天的(de)(de)(de)(de)(de)限制，故欲求得物體真實外(wai)形(xing)則需要(yao)對(dui)探頭半(ban)徑進行補償(chang)，因(yin)此可能會(hui)導致(zhi)修正誤(wu)差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)問題；接(jie)觸(chu)探頭在(zai)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)時，接(jie)觸(chu)探頭的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)將使(shi)探頭尖端部(bu)分與(yu)被測(ce)(ce)件之間(jian)發生局部(bu)變形(xing)而(er)影(ying)響(xiang)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)值的(de)(de)(de)(de)(de)實際讀數；由于探頭觸(chu)發機構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)慣性及(ji)時間(jian)延遲(chi)而(er)使(shi)探頭產(chan)生超越(yue)現象(xiang)，趨近速(su)(su)度會(hui)產(chan)生動態誤(wu)差(cha)。

隨著計(ji)算(suan)機機器視覺(jue)這一新興(xing)學(xue)科的(de)(de)興(xing)起(qi)和發展，用(yong)非接觸的(de)(de)光電方法對(dui)曲面(mian)的(de)(de)三維形貌進(jin)行(xing)快速測量(liang)已成為大趨勢。這種非接觸式(shi)測量(liang)不僅避免了接觸測量(liang)中需要對(dui)測頭半徑加以補(bu)償所帶來的(de)(de)麻煩，而且可以實現對(dui)各類表面(mian)進(jin)行(xing)高(gao)速三維掃描。

目前(qian)，非接觸式(shi)三維(wei)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)儀很多，根據傳感(gan)方法不同，常(chang)用的(de)有基于激光(guang)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)測量(liang)、結(jie)構光(guang)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)測量(liang)和(he)工業CT等(deng)的(de)，分別代表市(shi)面上主流的(de)三維(wei)激光(guang)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)儀，照相(xiang)式(shi)三維(wei)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)儀，和(he)CT斷層掃(sao)(sao)描(miao)(miao)儀等(deng)。

采用(yong)非接觸(chu)(chu)式三維掃(sao)描儀因(yin)其(qi)非接觸(chu)(chu)性，對物(wu)體表面不會有損傷，同時相比接觸(chu)(chu)式的(de)具有速(su)度快(kuai)，容易操作等特征，三維激光(guang)掃(sao)描儀可以達到(dao)5000－10000點/秒(miao)的(de)速(su)度，而照相式三維掃(sao)描儀則采用(yong)面光(guang)，速(su)度更是達到(dao)幾(ji)秒(miao)鐘百(bai)萬個(ge)測量點，應用(yong)與(yu)實(shi)時掃(sao)描，工(gong)業檢測具有很好的(de)優(you)勢。

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二、三維掃描儀的原理

拍照式三維掃描儀是(shi)一種(zhong)高(gao)速高(gao)精度(du)(du)的(de)三(san)(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)掃(sao)(sao)描(miao)測量(liang)設(she)備，應用(yong)的(de)是(shi)目前國(guo)際上(shang)最先(xian)進的(de)結(jie)構光(guang)(guang)非(fei)接(jie)觸(chu)(chu)照相測量(liang)原理(li)。采用(yong)一種(zhong)結(jie)合(he)結(jie)構光(guang)(guang)技術(shu)、相位(wei)測量(liang)技術(shu)、計(ji)算機視覺技術(shu)的(de)復合(he)三(san)(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)非(fei)接(jie)觸(chu)(chu)式測量(liang)技術(shu)。它采用(yong)的(de)是(shi)白光(guang)(guang)光(guang)(guang)柵掃(sao)(sao)描(miao)，以非(fei)接(jie)觸(chu)(chu)三(san)(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)掃(sao)(sao)描(miao)方式工(gong)作，全自動拼(pin)接(jie)，具有高(gao)效率、高(gao)精度(du)(du)、高(gao)壽(shou)命、高(gao)解析度(du)(du)等優點，特別適(shi)用(yong)于復雜自由(you)曲(qu)面逆向(xiang)(xiang)建(jian)模， 主要應用(yong)于產(chan)品(pin)(pin)研發(fa)設(she)計(ji)（RD，比如快速成型(xing)、三(san)(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)數(shu)(shu)字化、三(san)(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)設(she)計(ji)、三(san)(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)立體(ti)掃(sao)(sao)描(miao)等）、逆向(xiang)(xiang)工(gong)程（RE，如逆向(xiang)(xiang)掃(sao)(sao)描(miao)、逆向(xiang)(xiang)設(she)計(ji)）及三(san)(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)檢(jian)測CAV），是(shi)產(chan)品(pin)(pin)開發(fa)、品(pin)(pin)質檢(jian)測的(de)必(bi)備工(gong)具。三(san)(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)掃(sao)(sao)描(miao)儀在部分地區又(you)稱為激光(guang)(guang)抄數(shu)(shu)機或者3D抄數(shu)(shu)機。

拍照(zhao)式(shi)光(guang)學三維掃(sao)描儀(yi)，其結構原理(li)(li)主要由光(guang)柵投影設(she)備及兩個工(gong)業級的(de)CCD Camera所構成，由光(guang)柵投影在(zai)待測物上，并加以粗(cu)細變化及位移(yi)，配合(he)CCD Camera將(jiang)所擷取的(de)數字影像透過計算(suan)機運算(suan)處理(li)(li)，即可得知待測物的(de)實(shi)際3D外型。

拍照式三維掃描儀采(cai)用非接觸(chu)白光技術(shu)， 避免對(dui)物(wu)體(ti)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)接觸(chu)，可以測(ce)量(liang)各(ge)種材料的(de)(de)模型，測(ce)量(liang)過程中被測(ce)物(wu)體(ti)可以任意翻轉(zhuan)和移動，對(dui)物(wu)件進行(xing)多(duo)個視角的(de)(de)測(ce)量(liang)，系(xi)統進行(xing)全自動拼(pin)接， 輕松(song)實(shi)現物(wu)體(ti)360高精度測(ce)量(liang)。并且能(neng)夠在獲取表(biao)面(mian)(mian)三維數據的(de)(de)同時，迅速的(de)(de)獲取紋理(li)信(xin)息，得到(dao)逼真的(de)(de)物(wu)體(ti)外形，能(neng)快速的(de)(de)應用于制造行(xing)業(ye)的(de)(de)掃描。