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3d扫描仪的使用与建模(三维扫描建模流程)

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3D扫描仪(3D scanner)是一种科学仪器,用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观资料(如颜色、表面反照率等性质)。搜集到的资料常被用来进行三维重建计算,在虚拟世界中建立实际物体的数位模型。这些模型具有相当广泛的用途,举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学资讯、生物资讯、刑事鉴定、数位文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。下面咱们就来看看这样一款3D扫描仪。

Z Corporation-ZScanner 800 Z Corporation-ZScanner 800ZScanner系列扫描仪产品为三维扫描带来了所需要的高速度、易用性以及前所未有的通用性。这一系列的产品能够在最为狭小的空间内扫描任意物体,并在一次性连续扫描中实时进行扫描。

传统扫描仪要求采用固定三脚架、粗重的机械支臂、或者需要外部定位设备,而且外部定位设备必须处于目标表面的视线以内。这样,那些难以接触到的物体近乎是不可能进行扫描的,并且需要进行大量的后处理工作,将多个扫描图像拼合成一个扫描图像。

操作步骤如下:

1、三维激光扫描技术,传统测量概念里,所测的数据最终输出的都是二维结果(如CAD出图),在逐步数字化的如今,三维以其直观,逐渐的代替二维。近年来,随着测量技术和空间科学的深入发展,继GPS空间定位系统后,三维激光扫描技术突破了传统的单点测量方法,通过高速激光扫描测量的方法,大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据,为快速建立物体的三维影像模型提供了一种全新的技术手段。三维激光扫描技术利用激光测距的原理,通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息,可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。广泛应用于文物古迹保护、建筑、规划、土木工程、工厂改造、室内设计、建筑监测、交通事故处理、法律证据收集、灾害评估、船舶设计、数字城市、军事分析等领域。

2、建筑物三维扫描,三维激光扫描仪作为新兴的测量手段,能完整的获取建筑物的整体结构和形态特性,快速准确的得到三维点云数据,对建筑物测量和规划设计具有重大的意义。下面,以市面上较为热门的Trimble三维激光扫描仪为例,为大家介绍三维激光扫描仪的特点、主要过程和技术流程。Trimble三维激光扫描仪具有一键式操作,数据获取自动化;100万点每秒扫描速度;扫描成果是三维矢量,简单直观等特点。Trimble三维激光扫描仪工作流程与传统测量技术有相似之处,但也有其自身的特点,主要过程和技术流程如下:Trimble三维激光扫描仪最终采集的数据以点云和图像的形式储存在扫描仪设备里,运用Trimble、RealWorks进行一定处理后,获取建筑物的相对位置信息、尺寸、纹理和形状,进而建立真实的建筑物空间数据模型。

3、三维建模,通过三维激光扫描仪得到的点云数据,需要利用三维建模软件建立三维模型。由于点云数据的特殊性,能直接将点云数据建成模型的软件不多。目前,三维点云建模一般采用ContextCapture。ContextCapture、是一款可由简单的照片和/或点云自动生成详细三维实景模型的软件。数码相机、智能手机、激光扫描仪、航摄仪等仪器均可作为、ContextCapture的输入数据源。ContextCapture、的高兼容性,能对各种对象各种数据源进行精确无缝重建,从厘米级到公里级,从地面或从空中拍摄。只要输入照片的分辨率和精度足够,生成的三维模型是可以实现无限精细的细节。点云三维建模的具体过程,请关注“艾三维技术”微信公众号,查看ContextCapture软件教程教学。下面,我们一起来看看ContextCapture的具体功能:1、集成地理参考数据ContextCapture、可为包括、GPS、标记和控制点在内的多种类型的定位数据提供本地支持。它还可以通过定位/旋转导入或完整块导入来导入任何其他定位数据,能够精确测量坐标、距离、面积和体积。2、自动空中三角测量和三维重建一旦自动识别每张相片的相对位置和方向,就可以通过添加控制点和编辑连接点来对空中三角测量结果进行微调,以最大限度提升几何和地理空间精度。优化的三维重建算法以无可匹敌的精度生成精准的三维模型以及每个格网面片的影像纹理。ContextCapture、可确保各个三维格网模型顶点放置在最佳位置,因此可以更少的瑕疵表现重现更精细的细节和更锐利的边缘,从而大幅提高几何精度。

4、生成二维和三维、GIS、模型借助、ContextCapture,可以生成各种、GIS、格式的精确地理参考三维模型,包括真正射影像和新的、Cesium、3D、Tiles,并将瓦片范围和空三成果导出为KML和XML。ContextCapture、提供的坐标系数据库接口可确保与GIS、解决方案的数据互用性。可以从、4,000、多个空间参考系统中进行选择,并可添加用户自定义的坐标系。而且,ContextCapture、会根据输入照片的分辨率和空间分布情况,自动调整模型的分辨率和精度。这意味着,ContextCapture可以处理分辨率不均匀的场景,而不必为保留一些更高分辨率的场景区域而牺牲整体效率。

5、处理实景模型ContextCapture可以快速轻松地处理任何比例的格网模型,以及横断面的生成、地形和断裂线的提取,及正射影像、三维、PDF、和、iModel、的生成。它可以将格网模型与、GIS、和工程数据集成,以在格网模型的视觉环境中实现该信息的直观搜索、导航、可视化和动画。

6、处理点云可以对点云进行增强、分割、分类,并与工程模型相结合。然后,利用、ContextCapture的高级三维建模、横截面切割、断裂线和地形提取功能,快速高效地对竣工条件进行建模并支持设计流程。因此,ContextCapture可以更好地评估点云并生成更精确的工程模型。还可以生成用于展示的动画和渲染6、生成和处理大型可缩放地形模型ContextCapture可以从多种来源中生成非常庞大的可缩放地形模型,包括点云、断裂线、光栅数字高程模型和现有三角形化不规则网络。通过与原始数据源同步,可缩放地形模型可实时更新到最新。这样做的价值在于,拥有您所有数据的全局、最新和综合表示,并用于使用各种显示模式执行分析,以及生成动画和可视化效果。

7、生成三维、CAD、模型基于各种、CAD、格式、三维通用格式、DSM、和密集三维点云生成三维模型,确保模型在建模环境中是可访问的。此外,还可以生成由数十亿个三角面片组成的多分辨率格网模型,Bentley、系列平台软件原生支持格网模型数据。包括、MicroStation、Descartes、AECOsim、Building、Designer、OpenRoads、OpenPlant、Bentley、Map?、Bentley、Substation、等。

8、发布和查看支持、Web、的模型借助、ContextCapture,用户可生成任意大小的针对网络发布进行了优化的实景模型,并在浏览器中查看。如、ContextCapture、的原生格式、3MX,或、Cesium、3D、Tiles。这样,您就可以与任何利益相关方随时共享三维模型,并以可视化方式展示。

哈哈,在这里竟然遇到了老乡。

三维扫描仪,在部分地区,比如两广,有的人叫抄数机。抄数抄数,简单理解就是抄下数据,主要用途是采集物体的三维数据,然后将三维数据用于逆向工程(逆向造型,逆向设计),二次创作,产品设计,三维检测(质量检测领域),目前主要是用于这些领域。

应用行业有很多,比如汽车,模具,珠宝,木雕(比如凭祥那里做红木家具,就有在用三维扫描仪对红木家具进行扫描,然后将家具,木雕的三维数据与数控雕刻机结合进行直接加工,几个小时就能完成),另外在雕塑,文物,飞机等领域都有在使用。

国内目前比较知名的是先临三维的三维扫描仪,所以以下的例子多从他们的官方网站进行参考。

逆向工程的应用:

逆向工程(亦称反求工程)是在设计图纸不完整,甚至没有设计图纸或CAD模型的情况下,按现有实物模型(或称为零件原形),利用各种数字化技术及CAD技术重新构造原形CAD模型的过程。

早期设计师在进行产品的造型设计时,所采用的方法主要是正向设计法;这是一个从概念设计起步到CAD建模、数控编程、数控加工的过程,产品造型设计的正向设计流程示意:概念设计→ CAD/CAM系统→制造系统→新产品。

但对于复杂的产品,正向设计方法也显示出了他的不足,设计过程难度系数大、周期较长、成本高、不利于产品的研制开发。如果有方法改正在正向设计过程中所产生的局部问题自然是两全其美的事,正是在这样的背景下自然发展并形成了逆向设计的方法。

逆向设计的流程:

产品样件→数据采集→数据处理CAD/CAE/CAM系统→模型重构→制造系统→新产品。

因此在大量的市场需求下,越来越多的企业涉及逆向工程。

三维扫描仪如何应用在逆向工程——以先临三维的三维扫描仪为例。

对已有样品或模型进行准确、高速的扫描,得到其三维点云数据,配合反求软件(如:Rapidform、Imageware等)进行曲面重构,并对重构的曲面进行在线精度分析、评价构造效果,最终生成IGES或STL数据,据此就能进行CNC数控加工或快速成型,为制造业提供一个全新、高效的三维制造路线。

三维扫描仪如何应用在三维检测

用拍照式的三维扫描仪对物体进行扫描,将扫描得到的三维点云模型与原始CAD模型进行全尺寸检测对比,分析最终产品与原始设计之间的差异,可简便、快速、精确地检测复杂形状的形位误差,提高产品质量。

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