三維掃描是所有以掃描方式獲得物體全方位三維信息的技術(shù)的總稱。雖然各類三維掃描裝置雖然不盡相同,但基本上都包括三個模塊:傳感器、掃描裝置和軟件。下面為大家介紹常用的幾種采集數(shù)據(jù)的方法之一,激光三角形法。
激光三角形法是目前最成熟的,也是應(yīng)用最廣泛的一種方法,它的測量速度快,精度高。激光三角法位移傳感器具有非接觸、體積小、質(zhì)量輕、安裝方便等特點(diǎn),可以作為掃描測頭安裝在三坐標(biāo)測量機(jī)上。
激光三角形法的基本原理是利用具有規(guī)則幾何形狀的激光束(如點(diǎn)光源、線光源)沿樣品表面連續(xù)掃描被測表面,被測表面形成的漫反射光點(diǎn)(光帶)在光路中安置的圖像傳感器上成像,按照三角形原理,測出被測點(diǎn)的空間坐標(biāo)。
激光掃描系統(tǒng)由激光掃描傳感器、立體影像分析器和激光掃描控制軟件構(gòu)成。激光掃描傳感器內(nèi)設(shè)有激光光源,并配有一兩個CCD照相機(jī)。激光掃描傳感器裝在三軸同步機(jī)架上,利用控制軟件執(zhí)行三維立體掃描工作,再利用激光傳感器所收集的影像資料傳到立體影像分析器內(nèi)作影像數(shù)字化處理。
由于光束直徑小,樣件上許多細(xì)微部分均可以順利掃描采集。立體影像分析器內(nèi)可存儲資料高達(dá)200萬個掃描點(diǎn),并以14000點(diǎn)/min的處理速度,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成樣件表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù),用以構(gòu)造CAD立體模型。
激光掃描不僅可以測量硬質(zhì)工件,而且可以測量質(zhì)地較軟的工件。激光三角形法存在的主要問題是對被測表面的粗糙度、漫反射率和傾角過于敏感,存在“陰影效應(yīng)”,限制了探頭的使用范圍;不能測量激光束照射不到的位置,對突變的臺階和深孔結(jié)構(gòu)易于產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失;掃描得到的數(shù)據(jù)量較大,需經(jīng)過專門的反求數(shù)據(jù)處理軟件建立曲面模型,而且曲面的邊緣和結(jié)合部分需人工修理。
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