结构光三维扫描仪与三坐标测量机的优势对比
三维扫描仪的三种测量原理
三维扫描仪的三种测量原理随着信息和通信技术的发展，⼈们在⼯作和⽣活中接触到图形图像也越来越多的。
⽽获取图像的⽅法⼤多都是使⽤各类摄像机、照相机等，利⽤这些⽅式通常只能得到物体的平⾯图像，即物体的⼆维信息。
当我们想要获取物体的准确数据，就需要利⽤到三维扫描仪，来获取到物体的三维数据信息，今天我们可以带⼤家了解下三维扫描采集数据信息的三种测量原理。
⼀、结构光扫描仪原理光学三维扫描系统是将光栅连续投射到物体表⾯，摄像头同步采集图像，然后对图像进⾏计算，并利⽤相位稳步极线实现两幅图像上的三维空间坐标(X、Y、Z)，从⽽实现对物体表⾯三维轮廓的测量。
⼆、激光扫描仪原理由于扫描法系以时间为计算基准，故⼜称为时间法。
它是⼀种⼗分准确、快速且操作简单的仪器，且可装置于⽣产在线，形成边⽣产边检验的仪器。
激光扫描仪的基本结构包含有激光光源及扫描器、受光感 ( 检 ) 测器、控制单元等部分。
激光光源为密闭式，较不易受环境的影响，且容易形成光束，⽬前常采⽤低功率的可见光激光，如氦氖激光、半导体激光等，⽽扫描器为旋转多⾯棱规或双⾯镜，当光束射⼊扫描器后，即快速转动使激光光反射成⼀个扫描光束。
光束扫描全程中，若有⼯件即挡住光线，因此可以测知直径⼤⼩。
测量前，必须先⽤两⽀已知尺⼨的量规作校正，然后所有测量尺⼨若介于此两量规间，可以经电⼦信号处理后，即可得到待测尺⼨。
因此，⼜称为激光测规。
三、三坐标原理三坐标测量机是由三个互相垂直的运动轴X，Y，Z建⽴起的⼀个直⾓坐标系，测头的⼀切运动都在这个坐标系中进⾏，测头的运动轨迹由测球中⼼来表⽰。
测量时，把被测零件凡放在⼯作台上，测头与零件表⾯接触，三坐标测量机的检测系统可以随时给出测球中⼼点在坐标系中的精确位置。
当测球沿着⼯件的⼏何型⾯移动时，就可以精确地的计算出被测⼯件的⼏何尺⼨，现状和位置公差等。
三维扫描所涉及到的众多领域，如⾃动加⼯、⾯形检测、实物仿形、⽣物医学等，机器视觉、产品质量控制、物体的三维信息是必不可少的。
3dscanner原理
3dscanner原理
3D扫描仪是一种利用光学、激光、红外线等技术，通过对被扫描物体表面进行三维坐标的测量，生成三维模型的设备。
其主要原理是通过对物体进行扫描，使用三角测量原理测量物体的三维坐标信息，然后将其转化为计算机可以处理的数字信号，最终生成三维模型。
下面将详细介绍几种常见的3D扫描仪原理。
1. 结构光原理
结构光扫描仪利用光源投射的光斑照射被扫描物体，然后摄像机接收回来的反射光，通过对反射光的特征进行分析，实现对物体表面的三维坐标的测量。
光源可以是激光、LED等。
相机和光源之间的相对位置和光源发射的光斑激光中心位置之间的位置关系是决定扫描精度的重要因素之一。
2. 相位测量原理
相位测量扫描仪利用光源发出的强度和相位不同的两束光线分别照射被扫描物体，然后摄像机接收反射光，通过对这两束光线的相位差进行分析，实现对物体表面的三维坐标的测量。
因此，相位测量具有高测量精度和高抗干扰能力的优势。
3. 时间编码原理
时间编码扫描仪也是利用光线照射被扫描物体，通过对反射光的时间差进行分析，实现对物体表面的三维坐标的测量。
时间编码扫描仪的优势在于快速扫描，可以在短时间内获取大量数据点，适用于量产和实时检测等场景。
4. 红外线原理
红外线扫描仪通过红外线的照射，对被扫描物体表面进行测量，实现对物体的三维坐标的测量。
红外线扫描仪通常具有高速度和高分辨率的优势，在工业生产领域得到广泛应用。
总体来看，不同的3D扫描仪原理各有优缺点，用户可以根据需求选择适合自己的扫描仪。
未来，3D扫描仪的应用将越来越广泛，例如医疗、建筑、艺术、教育等领域，可以为这些领域带来更多的可能性和创新。
三维数据测量技术
三维数据测量技术现状
三维测量技术的分类
目前已有的三维测量技术比较多，原理也各不相同。绝大多数都是基于光 学 、声学 、电磁学以及机械接触原理的测量方法。
又根据是否接触被测物体，可以将三维测量技术分为接触式测量和非接触 式测量这两大类。
三目立体视觉法与 提高双目自动匹配的可靠性和降
多目立体视觉法
低双目匹配的难度，
谢谢
恳请老师批评指正！
机通过激光跟踪仪获得的位置信息快速定位测
笔，并通过 CCD相机获取目标靶点的图像，计
算机根据图像计算出目标靶点的空间位置，并 结合激光跟踪仪测得猫眼的位置计算出测量头
瑞士 Leica 公司的三维坐标测量系统 T-Probe
的空间位置。
激光线三维扫描测量仪
激光线三维扫描测量仪是一种基于线激光投射和三角测量原理的非接触式测量 设备。 它在测量过程中将一个条状激光束投射至被测物体表面，并使用 CCD 相机接受 其反射光束，然后根据三角测量原理获得三维坐标数据。
接触式 “测头直接与零件表面接触”
三维测量技术
基于“力-变形”原理的触发式测量
非接触式 “间接获得”，基于磁场、光学、超声波等ຫໍສະໝຸດ 理模拟量接触式三维测量技术
典型的接触式测量设备是三坐标测量机（CMM）和关节臂测量机。
上图关节臂测量机
关节臂测量机
优点：
1）机械结构简单； 2）运动灵活，测量范围大； 3）便携性好等特点。
单目视觉法
只采用一个摄像机，与双目视觉方法相 比，结构简单，摄像机的标定也较为简 单，可以对不同深度的多个目标测距。
三维激光扫描仪的优点
3D激光扫描仪具有更大的适应温度范围，可避免受到环境的影响，例如雨、灰尘、酷热或严寒。
2
监控工作进展
利用激光扫描仪，测量人员可以测量、管理并报告工作质量，提供三维数据计算体积、面积，工作进展一目了然。
3
数据点云精度更高
三维激光扫描系统可以密集地大量获取目标对象的数据点，相对于传统的单点测量，具有测量精度高，作业周期短的特点。
4
降低施工成本
利用3D激光扫描仪可以节省一定的人力物力，精准测量，避免返工，造成浪费。
5
缩短工期
利用3D激光扫描仪可以快速完成每个测量的扫描放线工作，且精度高，误差极小，避免返工，提高施工效率，节省工期。
6
质量保证
简化施工过程，将设计图与现实之间的偏差降到最低。在项目的每个阶段，数据点云可提供详细的施工信息，施工质量有保证。
三维激光扫描仪分类及原理
三维激光扫描仪分类及原理三维激光扫描仪是一种可实现对物体进行非接触式三维测量的设备。
它利用激光测距原理，通过发送激光束并接收反射的激光束来测量目标物体的三维点云数据。
根据不同的工作原理和应用领域，可以将三维激光扫描仪分为以下几类。
1.结构光三维激光扫描仪结构光三维激光扫描仪是利用投射一系列具有特定空间编码的结构光条纹，通过测量物体表面上结构光的形变来实现三维测量。
具体工作原理是，通过投射特定编码的结构光，经过物体表面的反射后，利用相机来捕捉结构光图案，再通过图像处理和计算，可以重建出物体表面的三维点云数据。
结构光三维扫描技术具有测量速度快、分辨率高等优点，并广泛应用于工业测量、三维建模、虚拟现实等领域。
2.相位测量三维激光扫描仪相位测量三维激光扫描仪通过测量目标物体表面的激光束相位差，实现精确的三维测量。
具体工作原理是，激光器发射激光束，经过物体表面反射后，激光束的相位发生变化。
通过将激光束分为参考光和测试光，通过调整参考光的相位差，再通过相位差与测试光的相位差之间的比较，可以得到物体表面的相位差，从而获取物体表面的三维点云数据。
相位测量三维激光扫描仪具有测量精度高、测量范围大等优点，并广泛应用于制造业、建筑、文化遗产保护等领域。
3.时间飞行三维激光扫描仪时间飞行三维激光扫描仪是通过测量激光束从发射到接收的时间差来获得物体表面的三维信息。
具体工作原理是，激光器发射激光脉冲，经过物体表面反射后，再被接收器接收。
通过测量从发射到接收的时间差，再结合光的速度，可以计算出物体表面到激光扫描仪的距离，从而获取物体表面的三维点云数据。
时间飞行三维激光扫描仪具有测量范围大、适用于室外环境等特点，并广泛应用于土地测量、地形测量、建筑测量等领域。
4.轮廓扫描三维激光扫描仪轮廓扫描三维激光扫描仪是通过测量激光束在物体表面上的轮廓变化来实现三维测量的一种方式。
具体工作原理是，激光束在物体表面上进行扫描，通过检测激光束与物体表面的交点，从而获得物体表面的轮廓点云数据。
结构光三维扫描仪简介
结构光三维扫描仪简介三维扫描仪采⽤⼀种结合结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术的复合三维⾮接触式测量技术，称为“结构光三维扫描仪”。
采⽤这种测量原理，使得对物体进⾏照相测量成为可能，所谓照相测量，就是类似于照相机对视野内的物体进⾏照相，不同的是照相机摄取的是物体的⼆维图象，⽽研制的测量仪获得的是物体的三维信息。
三维扫描仪简介：三维扫描仪采⽤⾮接触式光学扫描，除覆盖接触式扫描的适⽤范围之外，可以⽤于对柔软、易碎物体的扫描以及难于接触或不允许接触扫描的场合。
⾼速的扫描使得⽤户在很短时间内得到所需的数据，⼤⼤缩短了产品的开发周期，三维扫描仪⼴泛应⽤于逆向⼯程、⼈体测量、质量检测及控制、艺术品制作复原及保护等各种领域。
三维扫描仪基本原理：采⽤⼀种结合结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术的复合三维⾮接触式测量技术。
所以⼜称之为“三维结构光扫描仪”。
采⽤这种测量技术，使得对物体进⾏照相测量成为可能，所谓照相测量，就是类似于照相机对视野内的物体进⾏照相，不同的是照相机摄取的是物体的⼆维图像，⽽研制的测量仪获得的是物体的三维信息。
与传统的三维扫描仪不同的是，该扫描仪能同时测量⼀个⾯。
测量时光栅投影装置投影数幅特定编码的结构光到待测物体上，成⼀定夹⾓的两个摄像头同步采得相应图象，然后对图象进⾏解码和相位计算，并利⽤匹配技术、三⾓形测量原理，解算出两个摄像机公共视区内像素点的三维坐标。
三维扫描技术能实现⾮接触测量，且具有速度快、精度⾼的优点。
⽽且其测量结果能直接与多种软件接⼝，这使它在CAD、CAM、CIMS等技术应⽤⽇益普及的今天很受欢迎。
在发达国家的制造业中，三维扫描仪作为⼀种快速的⽴体测量设备，因其测量速度快、精度⾼，⾮接触，使⽤⽅便等优点⽽得到越来越多的应⽤。
三维扫描仪就是空间扫描仪，⽽我们熟悉的像复印机⼀样的扫描仪是平⾯扫描仪，或者叫⼆维扫描仪。
三维扫描仪是对⼀个空间物体的表⾯实⾏扫描，⼀般只识别记录物体表⾯的形状⽽不管其表⾯的颜⾊图案等。
三维变形测量精度的方法
三维变形测量精度的方法
三维变形测量精度的方法包括以下几种：
1. 结构光三维扫描：利用结构光原理，通过投影光线在物体表面形成的图案来测量物体的三维形状和变形。
该方法的精度取决于投影光线的分辨率和相机的分辨率。
2. 相位测量法：通过将物体表面的相位信息转化为高度信息来测量三维形状和变形。
相位测量法可以使用光栅投影、运动相机等不同的技术实现，精度受到相机分辨率和测量系统稳定性的影响。
3. 视频测量法：利用多个相机同时拍摄物体表面的图像，并通过图像处理技术来测量物体的三维形状和变形。
视频测量法的精度取决于相机的分辨率和图像处理算法的准确性。
4. 激光雷达扫描：利用激光雷达测量物体表面的距离信息，并通过多次扫描来获取物体的三维形状和变形。
激光雷达扫描具有较高的精度和测量速度，但设备成本较高。
5. X射线测量：利用X射线技术来测量物体的三维形状和变形，在医疗和工程学领域得到广泛应用。
X射线测量具有较高的精度，但对设备和辐射防护要求较高。
这些方法可以单独或混合应用，根据具体应用需求选择合适的方法。
在实际测量中，还需要考虑到测量环境、标定校准等因素对测量精度的影响。
地籍管理中三维测绘的应用
地籍管理中三维测绘的应用在土地利用和社会经济快速发展下，二维地籍暴露出了诸多局限性和不完整性以及各种不足的地方，所以三维地籍的延伸便成为一种必然的结果。
虽然在目前现有的科技技术，经济水平和法律条例之下要完善的登记土地空间信息并利用起来实际上存在着一定的困难，但是三维地籍必定会在社会经济发展的土地管理规划中发挥出其重要的作用。
文章将对地籍管理中三维测绘的应用做一个初步的分析并展现三维地籍在现代化城市地籍管理中的新特性和新的功能。
标签：地籍管理三维测绘三维地籍传统的地籍信息管理，也就是我们常说的二维地籍管理主要承载的是土地利用平面空间的信息，而就目前我国城镇也已基本建立了这种以宗地为基础的二维平面地籍。
1三维地籍的建立1.1三维地籍的概念三维地籍脱胎于传统的二维地籍概念，在其中引入了三维产权也就是空间产权的概念。
三维产权指将一定的三维空间划分为不重叠，不交叉且没有空隙的三维权利实体。
其权利实体特征表现为一个封闭的三维空间作为基础，在其上具有连续性来划分不同权利，同时还需要考虑土地利用类别质量，时态等综合要素。
1.2三维地籍的建立从经济上看，三维地籍的建立是为了促进土地的开发和投资，以及推动土地的流转。
从法律的角度上看，三维地籍的建立是为了保障土地空间利用者的权利，以及提供土地流转的依据。
而从社会的角度来看，三维地籍的建立是为了社会的经济发展规划提供依据。
因此，对土地的空间利用进行记载采用三维地籍是更加有利的，并可以对土地利用和土地市场带来极大的积极性冲击。
2三维测绘在地籍管理中的应用要构造三维地籍首先要将通过三维划分的各种资料等做一个有效的统计和整理，这边需要应用到三维测绘。
而三维测绘的作用还在于他可以将所收集整理到的信息再次反馈到三维地籍管理中，所以三维测绘在地籍管理中的应用是不可或缺的。
2.1三维测绘的概念三维测绘，顾名思义就是被测物进行全方位测量，确定被测物的三维坐标测量数据并绘制成专业的图表格式。
调查报告：曲面检测
关于复杂曲面检测调研一、曲面测量的常用方式方法近十年来，随着航空、航天事业的飞速发展，对传动部件的性能要求越来越高，而传动部件无论是齿轮还是叶片，都是依靠复杂曲面来完成运动和动力的传输，而对复杂曲面的进行精度检验离不开对曲面的测量。
复杂曲面测量技术历来是几何量计量检测技术中的一项重要研究课题。
传统的研究内容主要注重于被测曲面质量指标的获取与评判，即曲面测量的主要目的是为了获取曲面的质量信息。
近几十年来，随着逆向工程工程（Reverse Engineering以下简称RE）的兴起，复杂曲面测量技术的研究增加了新的内容，曲面测量的目的不只是为了评定曲面质量，而且要求获取曲面的几何形状信息。
虽然曲面的测量目的各异方法众多，但曲面→曲线→点集→测点集的分解次序始终是实现复杂曲面测量的基本思路。
复杂曲面的测量与RE中的表面数据采集具有很多的共同目标，所以RE的测量手段具有很强的借鉴意义，目前采用的RE 测量方法主要有三种，分别为接触式测量法、非接触式测量法和逐层扫描法。
其中逐层扫描法是主要针对工件内部结构的检测方法。
1.接触式测量法:RE 传统上使用三坐标测量机法，又称探针扫描，它主要应用于由基本的几何形体构成的实体的数字化过程，适用于测量实体外部的几何形状。
采用该方法可以达到很高的测量精度（±0.5um），但测量速度很慢，并易于损伤探头或划伤被测实体表面，而且价格较高，对使用环境也有一定要求。
采用这种方法会使测量周期大大延长。
一般来说，CMM 有两种不同的测量方式:点对点测量（Point to Point Method）、截面扫描（Section Scanning Method）。
2.非接触式测量法:非接触式数据采集方法有光学测量、激光三角形法、超声波测量、电磁测量等方式。
根据测量原理的不同，以激光作为基本光源，分为光点、单线条、多光条等结构模式，采用光电敏感元件在另一位置接收激光的反射能量，将其投射到被测物体表面，通过被测物体基平面、象点、象距等之间的关系计算物体的信息，依据光点或光条在物体上成象的偏移，非接触式数据采集方法可探测到被测机械测头难以测量到的部位，能够真实反映被测物体表面的外形。
3d扫描仪
三维扫描仪(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）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）。
搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。
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、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。
三维扫描仪的制作并非仰赖单一技术，各种不同的重建技术都有其优缺点，成本与售价也有高低之分。
但并无一体通用之重建技术，仪器与方法往往受限于物体的表面特性。
目录1定义2三维扫描仪分类与功能三维扫描仪功能拍照式三维扫描仪3测量方法分类1定义三维扫描仪(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）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）。
搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。
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、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。
三维扫描仪的制作并非仰赖单一技术，各种不同的重建技术都有其优缺点，成本与售价也有高低之分。
但并无一体通用之重建技术，仪器与方法往往受限于物体的表面特性。
例如光学技术不易处理闪亮（高反照率）、镜面或半透明的表面，而激光技术不适用于脆弱或易变质的表面。
2三维扫描仪分类与功能大体分为接触式三维扫描仪和非接触式三维扫描仪。
其中非接触式三维扫描仪又分为光栅三维扫描仪（也称拍照式三维描仪）和激光扫描仪。
而光栅三维扫描又有白光扫描或蓝光扫描等，激光扫描仪又有点激光、线激光、面激光的区别。
三维扫描仪功能三维扫描仪的用途是创建物体几何表面的点云（point cloud），这些点可用来插补成物体的表面形状，越密集的点云可以创建更精确的模型（这个过程称做三维重建）。
三维激光扫描仪特点及优势
激光三维扫描仪同于三维扫描仪一样，都是一种科学仪器，用于侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质。
那么激光三维扫描仪的特点及其优势你了解吗？激光三维扫描仪的特点非接触测量即对扫描目标物体无需进行任何表面处理，直接采集物体表面的三维数据。
可以用于解决危险目标、环境(或柔性目标)及人员难以企及的情况，具有传统测量方式难以完成的技术优势。
数据采样率高目前，采用脉冲激光或时间激光的三维激光扫描仪采样点速率可以达到数千点/秒，而采用相位激光方法测量的三维激光扫描仪甚至可以达到数十万点/秒。
主动发射扫描光源即激光通过探测自身发射的激光回波信号来获取目标物体的数据信息。
因此在扫描过程中，可以不受扫描环境的时空约束进行测量。
高分辨率、高精度三维激光扫描技术可以快速、高精度的获取海量点云数据，可以对扫描目标进行高密度的三维数据采集，从而达到高分辨率的目的。
数字化采集、兼容性好三维激光扫描技术所采集的数据是直接获取的数字信号，具有全数字特征，易于后期处理及输出。
能够与其它常用软件进行数据交换及共享。
这些功能大大扩展了三维激光扫描技术的使用范围，使对信息的获取更加全面、准确。
外置数码相机，可增强彩色信息的采集;结合GPS定位系统，可进一步提高测量数据的准确性。
激光三维扫描仪的优势：三维激光扫描仪(3Dscanner)作为一种科学仪器，可用来探测并分析现实世界中物体的三维形状。
其在工业设计、逆向工程、机器人导航、医疗检查、刑事鉴定、文物保护、电影制片、游戏创作等众多领域中都有应用。
三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。
它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势.三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型。
在三维激光扫描系统使用中，如何解决对应问题，即如何确定左右两幅图像中的两个像点是物体表面同一物点所成成为主要关注的课题。
三维激光扫描测量系统
三维激光扫描测量系统基本介绍三维测量可定义为“一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传送讯号，三个轴的位移测量系统经数据处理器或计算机等计算出工件的各点坐标(X、Y、Z)及各项功能的测量”。
三维测量的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。
2三维测量方式1)将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，这项技术就是三坐标测量机的原理。
三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，可以替代多种表面测量工具，减少复杂的测量任务所需的时间，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息。
2)三维激光扫描仪是通过发射激光来扫描被测物，以获取被测物体表面的三维坐标。
三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，具有高效率、高精度的测量优势。
有人说，三维激光扫描是继GPS技术以来测绘领域的又一次技术革命。
三维激光扫描仪被广泛应用于结构测量、建筑测量、船舶制造、铁路以及工程的建设等领域，近些年来，三维激光扫描仪已经从固定朝移动方向发展，最具代表性的就是车载三维激光扫描仪和机载三维激光雷达。
3)[1] 拍照式三维扫描仪采用一种结合结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术的复合三维非接触式测量技术。
这种测量原理，使得对物体进行照相测量成为可能。
所谓拍照测量，就是类似于照相机对视野内的物体进行照相，不同的是照相机摄取的是物体的二维图象，而研制的测量仪获得的是物体的三维信息。
3应用领域机械、汽车、航空、军工、家具、工具原型等测量高精度的几何零部件以及测量复杂形状的机械零部件。
三维测量技术的应用领域：最近几年，三维激光扫描技术不断发展并日渐成熟，目前三维扫描设备也逐渐商业化，三维激光扫描仪的巨大优势就在于可以快速扫描被测物体，不需反射棱镜即可直接获得高精度的扫描点云数据。
这样一来可以高效地对真实世界进行三维建模和虚拟重现。
因此，其已经成为当前研究的热点之一，并在文物数字化保护、土木工程、工业测量、自然灾害调查、数字城市地形可视化、城乡规划等领域有广泛的应用。
结构光 三维测量
结构光三维测量
结构光三维测量是一种常用的三维视觉测量方法，通过投射光栅或编码图案到被测物体上，利用相机捕捉物体上的图案形变，进而计算出物体的三维形状和尺寸。
本文将从原理、应用和发展趋势三个方面来介绍结构光三维测量技术。
一、原理
结构光三维测量的原理基于三角测量原理和光学投影原理。
在测量过程中，通过投射光栅或编码图案到被测物体上，形成了一系列光栅或编码的图案。
被测物体表面的几何形状会导致光栅或编码图案的形变，相机捕捉到这些图案后，利用图像处理和计算机视觉算法，可以计算出物体表面的三维坐标信息。
二、应用
结构光三维测量技术在许多领域中得到了广泛的应用。
首先是工业制造领域，可以用于产品的质量检测、尺寸测量和形状分析等。
其次，结构光三维测量技术在文化遗产保护和数字化建模方面也有重要应用，可以实现对古建筑、雕塑等文物的三维重建和保护。
此外，该技术还可以应用于生物医学领域，如医疗影像重建、牙科扫描等。
三、发展趋势
随着科技的不断进步，结构光三维测量技术也在不断发展。
首先是测量精度的提高，通过改进算法和传感器技术，可以实现更高精度
的测量。
其次是测量速度的提升，可以实现实时快速的三维测量，适用于大规模生产线上的应用。
此外，结构光三维测量技术还与其他技术相结合，如深度学习、虚拟现实等，实现更广泛的应用。
结构光三维测量是一种重要的三维视觉测量技术，具有广泛的应用前景。
通过投射光栅或编码图案，结合图像处理和计算机视觉算法，可以实现对物体表面的三维形状和尺寸的测量。
随着技术的不断发展，结构光三维测量技术在各个领域中将会有更广泛的应用。
结构光三维扫描仪与三坐标测量机的优势对比
结构光三维扫描仪与三坐标测量机的优势对比结构光三维扫描仪优势特点：★非接触式扫描——非接触式三维光学扫描方式，可针对外观复杂、自由曲面、柔软易变形或易磨损等物体进行扫描★扫描速度极快——每次扫描一个立体三维特征面，经全方位扫描后，获得物体表面三维数据，扫描时间短，效率极高★全自动拼接——自动识别标志点的精确方位，多次扫描结果自动拼合，拼接工作更快更精确，没有拼接累计误差★精度高——独特的标定技术可使单面精度可达4μm，精度检测方法依据德国光学扫描仪检验标准V I V E 6 4D / D 2 3 制定★景深大——单次扫描覆盖大范围景深，适合景深较大的物体★便携式设计——简洁、轻便的产品设计使系统各部件容易拆装，携带方便★操作简单——仅需短期培训( - 天)2 3 即可熟练操作★环境影响要求宽泛——无需在暗室中进行操作，正常环境光对扫描系统没有影响，露天环境亦可操作★输出数据接口广泛——扫描所得点云数据可输出为A C T 、I S B 等，可直接与多种软件进行数据交互。
应用范围：1. 工业产品造型中的逆向三维重建，设计的物理模型转换成数字模型2. 产品三维型面检测、零部件形状扫描、变形检测、工业在线检测3. 人体数字化、服装CAD、人体建模、人体数字雕塑、三维面容识别4. 医学仿生、足型扫描、个性化鞋定制、整形美容及正畸的模拟与评价5. 数学博物馆、有形文物及档案的管理、鉴定与复制6. 三维动画影片的制作、3D游戏建模、三维游戏中三维模型的输入与建立7. 公安刑侦、脚印、工具痕迹、弹痕采集及数字化医学仿真当代，医疗外科手术、牙齿矫形手术等对于患者而言是件重要的大事，一旦失败或是其它小的闪失都会给患者带来不适与痛处，随之带来的就是生活和心里的打击。
故此，成功的外科手术、整形手术的有力进行，是解救患者痛处、减少压力负重的良方，成功的外科手术至此变得是至关重要。
1．牙科-义齿传统的义齿加工是由技师根据患者的颌骨形态靠经验手工制作出来的，由于精度无法达到要求，制作出来的义齿存在无法避免的误差，佩戴到患者口腔内后，会有不舒适的感觉。
三维激光扫描仪分类及原理
三维激光扫描仪分类及原理
根据扫描原理和操作方式的不同，可以将三维激光扫描仪分为以下几类：
1.结构光扫描仪：结构光扫描仪通过投射光栅或编码器形成的结构光
条纹，来测量物体的表面形状。
它主要包括摄像头、光源和专业软件等组成。
在扫描过程中，光源发射光线，照射到物体表面后被摄像头捕捉到，
然后通过计算机处理，从而得到物体表面的三维坐标信息。
2.时间飞行扫描仪：时间飞行扫描仪使用脉冲激光器发射一束光，当
光束照射到物体上后，一部分光会被物体反射回来，接收器会记录返回的
光线的时间和强度信息。
通过测量光线往返的时间，可以计算出物体的距离。
时间飞行扫描仪具有较高的精度和快速扫描速度，适用于大范围的场
景测量。
3.相移扫描仪：相移扫描仪是一种通过利用相位差计算距离的扫描仪。
它通过发射不同相位的光束，在接收端通过计算两束光之间的相位差，从
而测量出物体的距离信息。
相移扫描仪具有高测量精度和较高的光照适应性，适用于颜色、反射率变化较大的物体测量。
4.激光雷达：激光雷达通过发射激光束，在物体表面上形成反射光斑，通过接收器接收返回的光强信号，通过测量光线的时间和波长，从而测量
出物体的位置和表面特征。
激光雷达具有高精度和远距离测量的能力，适
用于大范围的测量需求。
以上是几类常见的三维激光扫描仪。
不同的扫描原理和操作方式适用
于不同的测量场景和要求。
随着激光技术的不断发展，三维激光扫描仪在
工业、建筑等领域的应用前景也将越来越广阔。
结构光手持式三维扫描仪 标准
结构光手持式三维扫描仪标准
结构光手持式三维扫描仪的标准包括以下几个方面：
1. 技术要求：结构光手持式三维扫描仪应满足一定的技术要求，包括扫描精度、稳定性、抗干扰能力等方面。
此外，还需要保证扫描数据的准确性和完整性。
2. 试验方法：对结构光手持式三维扫描仪进行试验，包括对各个性能指标进行测试和评估，以确保其性能和精度符合要求。
3. 质量评定程序：对结构光手持式三维扫描仪的质量进行评定，包括对其性能指标、可靠性、稳定性等方面的评估。
4. 操作规范：制定结构光手持式三维扫描仪的操作规范，包括使用方法、注意事项、维护保养等方面的规定。
具体标准可以参考行业标准S1/T 《结构光手持式三维扫描仪》，该标准规定了结构光手持式三维扫描仪的技术要求、试验方法、质量评定程序以及标志、包装、运输、贮存流程的操作规范。
此外，还需要参考相关国家和行业标准，以确保结构光手持式三维扫描仪符合相关标准和规定。
面结构光在三维测量中的应用技术研究
面结构光在三维测量中的应用技术研究刘新宇【摘要】结构光测量技术具有非接触、精度高、速度快、应用广等优点,是三维测量领域中重点发展的方向之一.对比3种不同形式的结构光,采用基于三角法原理的面结构光对待测物体进行三维测量,数据采集得到待测物体单幅点云,通过标志点自动拼接技术及基于ICP原理的拼接技术完成单幅点云数据的粗拼接和精拼接,将拼接后点云数据与理论模型对齐并创建彩图,得到待测物体误差彩图,直观反映待测零件实际状态.利用不同设备对同一零件进行测量,验证了结果的正确性以及测量的高效性,测量因素分析可以有效提高测量效率,减少噪点对测量结果的影响.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2019(062)010【总页数】5页(P83-87)【关键词】三维轮廓测量;面结构光;激光三角法;点云拼接技术;误差分析【作者】刘新宇【作者单位】中国航空制造技术研究院,北京 100024【正文语种】中文随着我国制造技术的发展，三维测量技术在航空航天、汽车、船舶等领域有着越来越广泛的应用。
三维测量技术是通过特定的方式获得待测物体三维形貌信息的一种测量方法[1]。
三维测量技术分为接触式测量技术和非接触式测量技术两大类。
接触式测量设备以三坐标测量机为代表，它是一种集机械、电子等技术于一体的测量设备，其特点是测量精度高，但测量效率相对较低，对环境要求高，且测针与待测物体易发生干涉。
非接触测量技术是以光学为基础发展而成，其特点是对待测零件无损伤，测量速度快，目前非接触测量设备主要有关节臂测量机、激光跟踪仪、自动断层扫描设备、以结构光技术为基础的3D 扫描仪等。
关节臂测量范围是以臂长为半径的球空间，测量大型零件时转站操作会造成精度损失。
激光跟踪仪在测量复杂零件时，由于扫描头T-Scan 必须与跟踪仪保持激光连接，故有测量死角存在。
基于图像分析方法的自动断层扫描仪是将三维测量转化为二维测量，通过对采集到的图像进行物像坐标转化，得到待测零件不同截面的二维轮廓数据，利用蒙皮法拟合为待测零件的三维数据，其缺点是在测量过程中，需要对零件进行逐层铣削拍照，对待测零件有破坏性。
拓信三维科技TOPX三维扫描仪
TOPX 系列三维扫描仪
产品型号 扫描方式 单幅扫描范 围(mm2 ) 最大测量范 围(mm3 ) 测量精度 (mm) 单幅扫描点 数(像素) 单面扫描速 度 平均点距 (mm) 输出文件格 式 拼接方式 操作系统 0.05～0.15 0.15～0.3 0.3～0.6 200×150 ～100×75 1000× 750×75 0 0.015～0.03 400×300 ～200×150 2000×1500× 1 500 0.02～0.05 TOPX-S 标准型 TOPX -S200 TOPX -S400 TOPX -S800 TOPX-H400 综合型 TOPX-H800 综合型 非接触式 面扫描 800× 600 ～400×300 4000× 3000×3 000 0.03~0.08 100×75 ～ 200× 150～400×300 2000×1500× 1500 0.02～0.05 800× 600～ 400× 300～ 200× 150 4000 ×3000×3000 0.15~0.08
拓信TOPX三维扫描仪
广泛 应用
在一般大小物体扫描领域 ,我们同样具有优势 !
扫描死角少
扫描精度高
服装行业的三维扫描—人体模特 工业设计产品三维扫描-手机 雕刻行业应用-玉白菜
考古行业三维扫描-兵马俑
模具行业的逆向工程测量
玩具行业应用
扫描景深大
�
扫描景深可以达到300-500mm
软件操作更简单
高精密三维扫描及检测系统 逆向工程 产品设计 工业检测 医学整形,矫正 文物考古
拓TOPX三维扫描系统组成
光电投射单元 高性能测量头 支架系统 计算机控制系统 测量标定系统 3D 配套软件包
关于采用手持式自定位三维激光扫描仪来检测零件和替代三坐标及检具的项目可行性分析报告
关于用三维激光扫描仪来检测零件和替代三坐标及检具的项目可行性分析报告一、项目背景目前检测零件尺寸和面差、轮廓度所用的检测设备主要是游标卡尺、三坐标和专用检具。
游标卡尺只能测量简单的长度尺寸，对于复杂型面的轮廓度就无法测量。
三坐标的主要优点是精度高达0.001mm，但是同时缺点也是比较多：（1）设备昂贵，动辄需要上百万，（2）三坐标必须放在恒温恒湿的室内，占用场地较大，储存、保养、维护费用高；（3）三坐标机对操作人员的素质要求也比较高；（4）由于三坐标的测量头必须与零件表面接触，对于有些狭窄区域，探头无法接触到的地方就没有办法测量到，而且对于软质零件，三坐标的测量探头必须接触到零件才能进行测量，而这容易造成零件变形，导致测量结果误差较大；（5）三坐标必须一个点一个点地测量，对于汽车内外饰零件这样的复杂曲面，需要采集的点云数目多达几万个，需要大量的测量时间才能完成点云的采集，在逆向建模场合三坐标机的效率就显得很慢；（6）零件必须固定在测量工作台上才能进行测量；（7）测量得到的结果是一系列的点云坐标，需要通过额外的转换工作才能变成曲面和实体。
采用专用检具对于某个具体零件的尺寸、位置度、轮廓度、间隙等可以比较方便和准确的测量，但是存在的缺点是：（1）需要制作专用检具，要花费较多的投资费用，通常一个中等大小的检具就要花费大约2-5万元；（2）检具本身的精度对检测结果准确性有着非常重大的影响和制约，因此检具必须定期进行精度校订，同时也对检具的使用的存放环境以及检具的使用方法和保养管理提出了较高的要求；（3）检具属于一次性投资，无法通用。
二、手持式自定位三维激光扫描仪的特点和适用场合手持三维激光扫描仪是工业领域内的一次革新性设计，加速和简化了扫描处理，特别适用于各种工件和装配的设计、制造和检测。
依靠产品独具的创新性，Handyscan扫描仪可以取代所有传统的三维数据采集工具。
特点如下:1、专利的自定位技术, 无须其他辅助装置, 不需要喷涂显影剂，不需要关节臂, 跟踪仪, 三角架, 或平台等，可以在任何地点和环境下进行扫描.2、非常轻便，只有９８０克，手持扫描.3、扫描时, 工件和扫描仪都可移动.4、可在车身或者飞机舱内外进行空间扫描，物体无论大小. 如飞机驾驶舱，汽车内外部等．5、可取代三坐标完成所有测量的工作(孔，槽，尺寸，形位等)。
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结构光三维扫描仪与三坐标测量机的优势对比
结构光三维扫描仪优势特点：
★非接触式扫描——非接触式三维光学扫描方式，可针对外观复杂、自由曲面、柔软易变形或易磨损等物体进行扫描
★扫描速度极快——每次扫描一个立体三维特征面，经全方位扫描后，获得物体表面三维数据，扫描时间短，效率极高
★全自动拼接——自动识别标志点的精确方位，多次扫描结果自动拼合，拼接工作更快更精确，没有拼接累计误差
★精度高——独特的标定技术可使单面精度可达4μm，精度检测方法依据德国光学扫描仪检验标准V I V E 6 4D / D 2 3 制定
★景深大——单次扫描覆盖大范围景深，适合景深较大的物体
★便携式设计——简洁、轻便的产品设计使系统各部件容易拆装，携带方便
★操作简单——仅需短期培训( - 天)2 3 即可熟练操作
★环境影响要求宽泛——无需在暗室中进行操作，正常环境光对扫描系统没有影响，露天环境亦可操作
★输出数据接口广泛——扫描所得点云数据可输出为A C T 、I S B 等，可直接与多种软件进行数据交互。
应用范围：
1. 工业产品造型中的逆向三维重建，设计的物理模型转换成数字模型
2. 产品三维型面检测、零部件形状扫描、变形检测、工业在线检测
3. 人体数字化、服装CAD、人体建模、人体数字雕塑、三维面容识别
4. 医学仿生、足型扫描、个性化鞋定制、整形美容及正畸的模拟与评价
5. 数学博物馆、有形文物及档案的管理、鉴定与复制
6. 三维动画影片的制作、3D游戏建模、三维游戏中三维模型的输入与建立
7. 公安刑侦、脚印、工具痕迹、弹痕采集及数字化
医学仿真
当代，医疗外科手术、牙齿矫形手术等对于患者而言是件重
要的大事，一旦失败或是其它小的闪失都会给患者带来不适与痛
处，随之带来的就是生活和心里的打击。
故此，成功的外科手术、
整形手术的有力进行，是解救患者痛处、减少压力负重的良方，
成功的外科手术至此变得是至关重要。
1．牙科-义齿
传统的义齿加工是由技师根据患者的颌骨形态靠经验手工
制作出来的，由于精度无法达到要求，制作出来的义齿存在无法
避免的误差，佩戴到患者口腔内后，会
有不舒适的感觉。
同时，此种方法修复
过程费时费力、返修率高、制作周期长，
精度难以保障。
采用win3D系列牙科扫描系统，可以快速、准确、全面地获
取牙齿的三维数据，结合数控加工设备直接将牙齿模型制作出来，彻底改进了传统牙齿的修复过程，提高了义齿的设计制作精度，大幅度的缩短制作周期
2. 假肢
传统假肢的制作完全依靠手工制作，它的精确性和准确性难以
保障，患者佩戴不配套的假肢后会很不舒适，并且制作周期长，效
率低，成本消耗非常高。
采用win3D系列三维扫描仪，
能够对患者肢体的形状、围长等重
要的数据进行扫描获取，假肢制作
师会根据数据模型进行加工修改，
确定尺寸和形状后，直接将数据模
型送去加工，缩短了制作周期，减
少了在修改中的不必要损失。
3.义耳制作
在传统的义耳过程中，通常会采用人工雕刻自身软肋骨的方法，凭靠雕刻师的技巧、经验和审美水平对其进行雕刻，这样就使得治疗过程周期长、修复精
度差等问题，给患者带来极大的痛苦及不便。
采用结构光式三维扫描仪快速获取耳朵的轮廓数据，进而运用
逆向软件生成曲面，最后在快速成型系统中加工出实体模型。
可快
速地制作出较准确逼真的实体模型，为手术的规划提供直接的参考。
4. 下颚骨缺失的修复或治疗
由于颅颚面区解剖关系复杂，仅通过平面图像来确定颚骨病变的范围是件非常困难的事
儿，这也给手术前的治疗方案的制定带来了困难。
通过获
取的CT数据，采用逆向工程软件技术建立三维模型，能
立体、精确地显示颅面三维解剖结构及其相互关系。
根据获取患者CT/MRI数据建立鄂骨的三维数字模型，
通过镜像复制及数据插补原理建立鄂骨缺损的数字模型，
再由快速成型机制造出三维实体模型以及个体化预制的
修复体模型。
在体外将假体和患者原骨骼模型进行连接试装配，通过体外手术模拟进行练习，发现假体设计和制作中的缺陷。
这种方法可提高临床手术质量和缩短手术时间，并且对个体化预制的修复体可实现较精确的外形匹配。
雕刻行业
雕刻行业历史悠久，在我国已有上千年的历史。
它记载
着中国灿烂的文明，也是中国人民艺术与智慧的结晶，
其内容不仅有宫廷的云龙凤雅，也有能反映古代人民日
常生活的雏田耕牛。
深收大家喜爱，受众人群也非常的
广泛。
行业发展与产业升级中遇到的瓶颈与困难
但是，随着时代的发展，传统的制作方法已经无法适应快节奏的生活，长时间的加工流程不仅无法快速的得到市场的响应，也无法满足如今的人们对多变形式的需求。
对于生产企业来说，高科技的引入、提高产品生产流程效率是企业发展至关重要的一步。
智启维恩公司在了解雕刻行业后，专门研制了智启维恩雕刻三维扫描仪，帮助雕刻行业解决上述问题并提高生产效率。
1.现在很多精美的雕刻工艺品，制作起来非常的繁琐切时间缓慢，这样就使得很多受欢
迎的产品的产量很低
2.由于产量低，所以很多产品的价格十分的昂贵，普通人根本无法购买，这样销量就不
能得到提升，使得效益不好。
3.成本过高，平常的雕刻师傅雕一个成本需要很长是时间。
而且，雕刻的人工成本很高。
4.设计新产品，更新换代缓慢。
1.数字化雕刻
雕刻机的出现使得很多的雕刻师被解放出来，使得他们更加有时间去设计新的产品。
但是，当新的产品被雕刻出来后怎样变成雕刻机理的加工路径和加工程序呢？便需要三维扫描仪，运用三维扫描仪可以将产品的三维数据扫描到电脑中并转换成加工路径，进行批量生产。
而且，所有的三维扫描文件和路径还可以保存成一个三维数据库，不仅完整、精准，还方便管理。
2.三维设计与再创新
现在的设计软件功能还不是很强大，不能完全达到设计的目的，尤其是复杂的曲面，而且传统的设计通常会在平面上设计或试雕一个。
这种方法不能看到效果，也不能随意的修改。
根据已经有的三维数据再创新，这就使设计的难度降低很多，并大大缩短设计的时间。
3.产品仿制
有很多大师级的精品和孤品十分受大众欢迎，
还有一些皇家的图案（九龙壁、故宫的盘龙金柱）
大气、高贵，也十分受人追捧。
但是，这些却难
以生产制造。
用三维扫描仪可以将这些经典进行扫描，便可批量生产，还可加入到自己的产品当中，创造利润。
成熟且完全的方案，服务于很多企业。
已不仅仅应用于木雕，石雕。
与类似于象牙、砗磲、根雕的众多企业合作，并得多很好的反馈。