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三维扫描如何工作？

一般来说，三维扫描可以通过接触式和非接触式两种方式完成。通常，当我们讨论三维扫描时，会暗示非接触方法。收集测量值时，信息包含在三轴世界坐标系中的一组数据点（点云或网格表示）中。

可以在无数程序中处理这些数据，为多边形模型、CAD、CAE、CFD、FEA和参数逆向工程创建所需的输出。

有多种3D数据采集方法，但四种比较流行的三维扫描类型包括：

1.激光扫描

基于激光的三维扫描主要有两种类型：

激光三角测量：通过测量投射到物体表面的激光束的变形来捕获物体。一个或多个激光源将非常小的点投射到表面上，一台或多台照相机记录这些点的位置。

激光线点和相机之间的角度是预先确定的，允许计算3D三角测量。当激光线在物体表面移动时，即时计算会在3D空间中记录这些点。这种方法可以产生准确、高分辨率的扫描，并且在物体反光和/或黑暗和闪亮时比较有效。

飞行时间：是一种激光扫描，用于测量激光束反射回传感器所需的时间。因为激光的速度保持不变，反射时间可以用来计算物体的距离。通过足够的这些测量，可以创建对象的非常密集的点云表示。

2.结构光扫描

结构光扫描一般采用一台投光器和多台相机。它类似于激光三角测量，但它测量的是投影在表面上的条纹图案或网格的变形。

通常，蓝色LED或激光照亮DLP芯片以创建边缘图案。当图案在表面上移动时，相机会收集有关已知图案变化的数据，并对距离进行三角测量以创建点云。

考虑到经常使用的车载摄像头的分辨率，结构光会产生密集的点云，在锐利的边缘上具有非常详细的细节。根据系统中采用的投影技术，环境光的日光水平有时会对结构光构成挑战。

3.摄影测量

摄影测量使用标准到高度修改的相机和特殊算法从多张2D照片创建3D模型。照片将从多个角度拍摄，软件会识别图像中的公共参考点，通常连同用于缩放的标尺，以将所有图像融合到3D点云中。

摄影测量的优点是它的捕获速度和保留捕获点颜色数据的能力。它是捕捉大型物体和风景的理想选择。

这种方法的缺点是它完全取决于用于重建3D图像的照片的分辨率和曝光质量，而暗区通常会导致点云中的数据丢失。

4.计算机断层扫描(CT)

CT扫描也开始于在对象的不同部分拍摄的二维X射线照片。当所有这些2D切片组合在一起时，就形成了3D像素或体素对象。体素对象包括外部几何体及其内部组件，并且通常导出为.stl或其他类型的3D网格以供下游应用程序使用。

CT扫描广泛用于工业环境中，以对视线视觉系统无法看到或无法以所需精度水平进行测量的物体进行高精度测量。

CT在任何同质零件上都有许多优点，而缺点是它通常不适用于大型、高密度或某些混合材料零件。