一、三維掃描儀的分類

常用(yong)的(de)三(san)(san)維(wei)掃描儀根據傳感方(fang)式的(de)不同，分為(wei)接(jie)觸式和非接(jie)觸式兩(liang)種。 接(jie)觸式的(de)采用(yong)探測頭直(zhi)接(jie)接(jie)觸物體表面(mian)，通過探測頭反饋回來的(de)光電信號轉換為(wei)數字面(mian)形信息，從而(er)實現對物體面(mian)形的(de)掃描和測量，主(zhu)要以三(san)(san)坐標測量機為(wei)代(dai)表。

接(jie)觸式測(ce)(ce)量具(ju)有較高的準確性(xing)和(he)可靠(kao)性(xing)；配(pei)合測(ce)(ce)量軟件，可快(kuai)速(su)準確地(di)測(ce)(ce)量出物體的基本(ben)幾何形狀，如面，圓(yuan)，圓(yuan)柱，圓(yuan)錐，圓(yuan)球等。其缺點是：測(ce)(ce)量費用較高；探頭(tou)易磨損(sun)。測(ce)(ce)量速(su)度慢(man)；檢測(ce)(ce)一些(xie)內(nei)部元(yuan)件有先天(tian)的限制(zhi)，故(gu)欲求(qiu)得物體真實外形則需要(yao)對探頭(tou)半徑進行補(bu)償，因此(ci)可能會導致(zhi)修正誤差的問題；接(jie)觸探頭(tou)在(zai)測(ce)(ce)量時(shi)，接(jie)觸探頭(tou)的力將使(shi)探頭(tou)尖(jian)端部分(fen)與被測(ce)(ce)件之間(jian)發生局部變形而(er)影響測(ce)(ce)量值的實際讀(du)數；由于探頭(tou)觸發機構的慣性(xing)及(ji)時(shi)間(jian)延遲而(er)使(shi)探頭(tou)產生超越現(xian)象，趨近(jin)速(su)度會產生動(dong)態(tai)誤差。

隨著計算機機器視(shi)覺這一新興(xing)學科的(de)興(xing)起和發展(zhan)，用非接(jie)觸(chu)的(de)光電方(fang)法對(dui)曲(qu)面(mian)的(de)三(san)維形貌進(jin)行快速測(ce)量已成為(wei)大(da)趨(qu)勢。這種非接(jie)觸(chu)式測(ce)量不僅避(bi)免(mian)了接(jie)觸(chu)測(ce)量中(zhong)需要對(dui)測(ce)頭半徑(jing)加以補償所帶來的(de)麻煩，而且可以實現對(dui)各(ge)類表(biao)面(mian)進(jin)行高速三(san)維掃描。

目(mu)前，非接(jie)觸式三維(wei)掃描(miao)(miao)儀(yi)(yi)很多，根據傳感方法不同，常用的(de)有基(ji)于(yu)激光(guang)掃描(miao)(miao)測(ce)量、結構光(guang)掃描(miao)(miao)測(ce)量和工業CT等的(de)，分別代(dai)表市面上主流的(de)三維(wei)激光(guang)掃描(miao)(miao)儀(yi)(yi)，照相(xiang)式三維(wei)掃描(miao)(miao)儀(yi)(yi)，和CT斷層掃描(miao)(miao)儀(yi)(yi)等。

采用(yong)非(fei)接觸式三(san)維(wei)掃(sao)描(miao)(miao)儀(yi)(yi)因(yin)其非(fei)接觸性，對物體表面不會有(you)(you)(you)損(sun)傷，同(tong)時(shi)相比接觸式的(de)(de)具(ju)有(you)(you)(you)速(su)度(du)快，容易(yi)操作等特征，三(san)維(wei)激(ji)光掃(sao)描(miao)(miao)儀(yi)(yi)可以(yi)達到5000－10000點/秒的(de)(de)速(su)度(du)，而照(zhao)相式三(san)維(wei)掃(sao)描(miao)(miao)儀(yi)(yi)則采用(yong)面光，速(su)度(du)更是達到幾秒鐘百萬個測(ce)量點，應用(yong)與實時(shi)掃(sao)描(miao)(miao)，工業檢測(ce)具(ju)有(you)(you)(you)很好的(de)(de)優勢。

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二、三維掃描儀的原理

拍照式三維掃描儀是一(yi)種(zhong)高速高精(jing)度的(de)(de)三(san)維(wei)(wei)掃描(miao)測(ce)量設(she)備，應用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是目前國際上最先(xian)進的(de)(de)結構光(guang)非接觸(chu)照相測(ce)量原(yuan)理。采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)一(yi)種(zhong)結合(he)(he)結構光(guang)技(ji)術(shu)、相位測(ce)量技(ji)術(shu)、計(ji)(ji)算機(ji)視覺技(ji)術(shu)的(de)(de)復(fu)(fu)合(he)(he)三(san)維(wei)(wei)非接觸(chu)式測(ce)量技(ji)術(shu)。它采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是白光(guang)光(guang)柵掃描(miao)，以(yi)非接觸(chu)三(san)維(wei)(wei)掃描(miao)方式工作，全自(zi)動拼接，具(ju)有高效率、高精(jing)度、高壽命(ming)、高解析度等(deng)優點(dian)，特(te)別適用(yong)(yong)(yong)于復(fu)(fu)雜自(zi)由曲(qu)面逆(ni)向(xiang)建模， 主要(yao)應用(yong)(yong)(yong)于產品(pin)(pin)研發設(she)計(ji)(ji)（RD，比如快速成型、三(san)維(wei)(wei)數字化、三(san)維(wei)(wei)設(she)計(ji)(ji)、三(san)維(wei)(wei)立體掃描(miao)等(deng)）、逆(ni)向(xiang)工程(cheng)（RE，如逆(ni)向(xiang)掃描(miao)、逆(ni)向(xiang)設(she)計(ji)(ji)）及三(san)維(wei)(wei)檢測(ce)CAV），是產品(pin)(pin)開發、品(pin)(pin)質檢測(ce)的(de)(de)必備工具(ju)。三(san)維(wei)(wei)掃描(miao)儀在部分地區(qu)又稱為激光(guang)抄(chao)數機(ji)或(huo)者3D抄(chao)數機(ji)。

拍(pai)照式光(guang)(guang)學三維掃描(miao)儀(yi)，其(qi)結構(gou)原理主要由光(guang)(guang)柵投(tou)影(ying)設備及兩個工(gong)業級的CCD Camera所構(gou)成，由光(guang)(guang)柵投(tou)影(ying)在待測(ce)物上，并加以粗細變化及位(wei)移，配(pei)合CCD Camera將所擷取的數字影(ying)像(xiang)透過(guo)計算機運算處理，即可得知待測(ce)物的實際3D外(wai)型。

拍照(zhao)式三維(wei)掃描(miao)儀(yi)采用(yong)非接(jie)(jie)觸白光技(ji)術(shu)， 避免對物(wu)(wu)體(ti)表面的(de)(de)接(jie)(jie)觸，可(ke)以(yi)測量各種材料的(de)(de)模型，測量過程中被測物(wu)(wu)體(ti)可(ke)以(yi)任意翻轉(zhuan)和移動(dong)，對物(wu)(wu)件進行多(duo)個(ge)視角的(de)(de)測量，系統進行全(quan)自動(dong)拼接(jie)(jie)， 輕松實現物(wu)(wu)體(ti)360高精度測量。并(bing)且能夠在獲取表面三維(wei)數據的(de)(de)同(tong)時，迅速的(de)(de)獲取紋理信息，得(de)到逼(bi)真的(de)(de)物(wu)(wu)體(ti)外形(xing)，能快速的(de)(de)應用(yong)于制造行業的(de)(de)掃描(miao)。