三维扫描仪的基本原理知识要点
三维扫描仪原理
三维扫描仪原理
三维扫描仪是一种能够获取物体表面几何形状和外表面纹理信息的设备。
它通
过激光或光栅投影原理，利用相机或传感器来捕捉物体表面的数据，然后通过计算机处理，生成三维模型。
三维扫描仪的原理主要包括激光或光栅投影、相机或传感器捕捉、数据处理和三维模型生成等几个方面。
首先，激光或光栅投影是三维扫描仪的核心原理之一。
它利用激光或光栅投影
仪将光束投射到物体表面，形成一系列光斑或光栅。
这些光斑或光栅在物体表面形成规律的图案，通过相机或传感器捕捉下来。
其次，相机或传感器捕捉是三维扫描仪原理中的关键环节。
相机或传感器负责
捕捉物体表面上激光或光栅投影形成的图案。
通过记录这些图案的位置和形状，相机或传感器能够获取物体表面的几何形状和外表面纹理信息。
接下来是数据处理，这是三维扫描仪原理中不可或缺的一部分。
捕捉到的图案
数据需要经过计算机进行处理，去除噪音、补全缺失部分、对数据进行配准等操作，最终得到高质量的三维数据。
最后，三维模型生成是三维扫描仪原理的最终目的。
经过数据处理后，计算机
能够根据捕捉到的图案数据，生成物体的三维模型。
这个模型可以用于工程设计、数字化文物保护、医学影像等领域。
总的来说，三维扫描仪的原理是通过激光或光栅投影形成图案，相机或传感器
捕捉图案数据，经过数据处理生成三维模型。
这种技术在工业设计、数字化文物保护、医学影像等领域有着广泛的应用前景。
希望通过本文的介绍，能够让大家对三维扫描仪的原理有一个更加清晰的认识。
光学三维扫描仪原理
光学三维扫描仪原理
光学三维扫描仪是一种通过光学原理实现物体三维信息获取的设备。
其原理基于光学测量和图像处理技术，使用扫描仪内部的激光器发射一束光线照射到待测物体表面，然后通过一组镜头或光学系统对反射回来的光线进行捕捉和记录。
光学扫描仪通过改变光线的入射角度和位置，以及记录物体表面的反射光线信息，来获取物体表面的形状和纹理细节。
通过扫描仪的高速数据捕捉功能，能够准确地获取物体表面的坐标位置和颜色信息。
在光学扫描过程中，激光器发射的光束会在物体表面发生折射、反射和散射。
扫描仪会采集反射回来的光线，并通过镜头或光学系统将光线聚焦到光电探测器上。
光电探测器会将反射光线转化为电信号，并传输给计算机系统进行处理。
通过对多个不同角度和位置的光线进行捕捉和记录，光学三维扫描仪可以获取整个物体表面的三维坐标信息。
计算机系统会根据捕捉到的数据点，生成物体的三维模型或点云，并进行后续的数据处理和分析。
除了获取物体的形状信息，光学三维扫描仪还可以获取物体表面的纹理细节。
通过记录光线与物体表面的散射情况，扫描仪可以获取物体表面的纹理图像，用于精确还原物体的外观特征。
在实际应用中，光学三维扫描仪具有高精度、高效率和非接触等优点，已广泛应用于制造业、工艺设计、文化遗产保护等领
域。
通过光学原理的应用，光学三维扫描仪能够准确获取物体的三维信息，为多个领域的研究和应用提供了强大的技术支持。
三维扫描仪 讲义精品
确定扫描幅面
情景一：扫描小件用大幅面 情景二：扫描大件用小幅面 两目、四目的区别 注：软件自动切换扫描幅面
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根据要扫描的物体确定扫描幅面的尺寸大小
2.3-2 三维扫描仪的幅面调节
怎样使扫描幅面变化呢？
（一）调节物距 物距：光机与墙面的距离，也是后面扫描时，光机与物体的距离 夹角：两个相机之间的角度 相机距离：两个相机之间的距离
1、扫描主机：主要包含光栅发生器和工业相机
2、扫描软件：与主机相连的扫描软件
3、标定系统：进行校准的硬件系统
标定靶
4、扫描辅件：自动转盘和光笔等辅件
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自动转台
标记点
显像剂 光笔
1.6 三维扫描仪的相关概念
1、面扫描：一次扫描是一个面，上百万个，比点扫描、线扫描速度快 2、蓝光扫描：光的波长短，能量强，抗光的干扰性更高 3、系统标定：系统的校准，采用五幅照片进行标定 4、扫描的幅面：扫描幅面决定着一次扫描的最大尺寸的大小 5、拼接方式：标记点和纹理的拼接方式以及标记点的去除 6、整体精度：通过全局误差控制，获得整体拼接精度以及第三方的验证报告
三维扫描仪的逆向案例
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3.1、三维扫描仪的应用
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1、逆向设计 2、三维检测 3、雕刻加工 4、3D打印 5、三维展示
3.2 逆向设计的目的
扫描数据
逆向过程
CAD图纸
企业在实际生产过程中，经常会遇到有实体没有三维模型的情况，为了获得三维模型，这时候就需要 工程师手工测量进行绘图。手工测量绘图不仅效率低、测量不方便，而且测量的尺寸不准确。这就会导致 项目周期加长，反复做测试以及成本的增加。借助三维扫描仪进行扫描，从而获得三维数据，就可以很好 的解决这些问题。
三维扫描仪的工作原理是怎样的
三维扫描仪的工作原理是怎样的概述三维扫描仪是一种能够获取物体空间几何形状和表面纹理信息的测量设备，用于工业设计、医疗、文物保护等领域。
本文将介绍三维扫描仪的工作原理和应用。
工作原理三维扫描仪的工作原理可以分为两步：获取点云数据和生成三维模型。
获取点云数据三维扫描仪通过发射一束激光或光线照射到物体表面，然后接收反射回来的光线信息，利用一系列传感器（如激光头、相机等）测量点光源相对于扫描仪的距离和光线反射角度，将获取的空间点云信息存储在计算机中。
点云数据的精度和数量会受到设备本身的性能以及测量范围和速度的限制。
生成三维模型三维扫描仪获取到点云数据后，需要经过后处理才能生成可视化的三维模型。
后处理过程包括点云数据的滤波、重建等环节，可以采用计算机视觉和机器学习等技术进行优化。
最终生成的三维模型可以导出为多种三维可视化格式，如STL、OBJ等。
应用三维扫描仪的应用场景非常广泛，以下介绍几个典型的应用场景。
工业设计工业设计领域广泛应用三维扫描仪，并与CAD/CAM系统结合使用，以加速产品开发和优化设计。
通过扫描实物模型并将其转换成三维模型，设计师可以轻松地对模型进行修改和优化，并将其快速转换成数字化建模。
医疗三维扫描仪在医疗领域也有广泛应用。
举个例子，牙医使用三维扫描技术来获取患者口腔内的信息并在计算机上重建出准确的三维模型，以便制作定制化的牙套和矫正器等。
文物保护三维扫描仪也可应用于文物保护领域。
通过扫描文物表面，可以准确记录文物的尺寸、形状和细节信息，并生成高精度的三维模型。
这为文物的数字化保护、研究和展示提供了有力的支持。
结论三维扫描仪是当前应用较为广泛的一种测量设备，其工作原理相对简单，但需要采用一些先进的计算机技术进行处理才能得到可靠的三维数据。
随着技术的不断进步，三维扫描仪在各领域中的应用越来越广泛，为各行各业提供了更多的可能性。
三维扫描仪原理
三维扫描仪原理
三维扫描仪是一种可以通过激光或光学投影原理，对物体进行非接触式扫描并生成三维模型的设备。
其原理主要包括以下几个步骤：
1. 光源：扫描仪通过内置光源产生激光或光栅投影，用于照射到目标物体表面。
2. 投影：激光或光栅经过扫描仪的光学装置聚焦，并以特定的角度投射到目标物体上。
3. 反射：光线照射到物体表面后，会产生反射光线。
这些反射光线会被扫描仪的探测设备接收并进行记录。
4. 探测：接收到的反射光线经过探测设备的接收器转化为电信号，然后通过微处理器进行信号处理和分析。
5. 三维重建：通过对接收到的反射光线进行测量，可以获取到目标物体表面的距离信息。
利用该信息，扫描仪可以对目标物体进行三维重建，并生成对应的三维模型。
6. 数据处理：生成的三维模型可以通过计算机进行后续的数据处理，进行点云配准、重建算法优化和数据滤波等操作，以获得更精确的三维模型数据。
总结起来，三维扫描仪通过照射物体表面，接收反射光线并测量其距离，最终生成相应的三维模型。
其原理基于光学投影和
反射光线的探测，结合计算机进行数据处理和重建。
这种非接触式的扫描方式，在工业设计、文物保护、医药领域等都有广泛的应用。
三维扫描仪原理
三维扫描仪原理
三维扫描仪原理是通过使用一束激光器产生的激光束来扫描物体表面，并利用激光在物体表面的反射或散射来获取物体表面的几何信息。
三维扫描仪通常由以下几个组件组成：激光器、光电探测器和计算机数据处理系统。
首先，激光器会发出一束相干激光束，通常为红光或绿光。
激光束被聚焦成很小的点，然后沿着物体表面进行扫描。
当激光束照射到物体表面时，部分激光被物体表面吸收，部分激光被物体表面反射或散射。
被反射或散射的激光经过镜头进入光电探测器。
光电探测器会记录下每个激光点的坐标和强度信息。
通过对多个激光点进行扫描，可以获取到物体表面的大量坐标点。
这些坐标点可以构成物体的三维模型。
最后，计算机数据处理系统会对采集到的坐标点进行处理和分析，通过算法和数学模型来重建物体的几何形状。
得到的三维模型可以用于计算尺寸、表面曲率、体积等物体特征。
总之，三维扫描仪通过使用激光束扫描物体表面并记录坐标和强度信息，然后利用计算机数据处理系统对这些信息进行处理与分析，最终得到物体的三维模型。
这种原理可以应用于工业制造、文化遗产保护、医学等领域。
3d 扫描仪原理
3d 扫描仪原理3D扫描仪原理引言：随着科技的不断发展，3D扫描技术逐渐成为了工业设计、文化遗产保护、医疗等领域中不可或缺的工具。
而3D扫描仪作为3D扫描技术的核心设备，其原理和工作机制备受关注。
本文将介绍3D扫描仪的原理及其应用。
一、3D扫描仪的原理1. 结构光原理结构光原理是3D扫描仪最常用的原理之一。
它通过发射一束光线，照射到被扫描对象上，并记录光线在物体表面发生的变形。
通过对光线变形的分析，可以获取物体表面的形状和纹理信息。
这种原理的优点是扫描速度快，适用于对物体表面进行快速、大面积的扫描。
2. 激光扫描原理激光扫描原理是3D扫描仪最常用的原理之一。
它通过发射一束激光束，照射到被扫描对象上，并记录激光束在物体表面反射的时间和强度。
通过计算激光束的反射时间和强度，可以确定物体表面的形状和纹理信息。
这种原理的优点是扫描精度高，适用于对物体进行精细的扫描。
3. 相移原理相移原理是3D扫描仪中常用的原理之一。
它通过在物体表面投射一系列编码光，记录光线的相位变化，并通过解析相位变化来获取物体表面的形状信息。
相比于其他原理，相移原理具有扫描精度高、抗干扰能力强的优点，适用于对复杂物体进行精确的扫描。
二、3D扫描仪的工作流程1. 准备工作在进行3D扫描之前，需要先准备好扫描仪和被扫描对象。
扫描仪通常由光源、相机、控制系统和计算机组成，而被扫描对象可以是实体物体、人体等。
2. 扫描操作根据选择的原理，将扫描仪设置为相应的模式，并将其对准被扫描对象。
然后，启动扫描仪，开始对被扫描对象进行扫描。
在扫描过程中，扫描仪会记录光线或激光在物体表面的反射信息，并将其转化为数字信号。
3. 数据处理扫描仪将采集到的数据传输到计算机中进行处理。
在计算机中，通过对采集到的数据进行滤波、配准、重建等处理，可以得到物体的三维模型。
同时，还可以对三维模型进行后期处理，如去噪、填补缺失等。
4. 结果输出处理完成后，可以将得到的三维模型输出为常见的文件格式，如STL、OBJ等。
3d扫描仪工作原理
3d扫描仪工作原理3D扫描仪是一种先进的数字化仪器，可以实现物体表面的高精度、快速扫描。
它主要通过激光或光栅等技术实现物体的三维建模，为制造、设计、医疗等领域提供了强有力的支持。
本文将介绍3D扫描仪的工作原理，以及它的具体操作步骤。
一、3D扫描仪的工作原理3D扫描仪的工作原理可以简单概括为：利用光线或激光对物体表面进行扫描，记录下每个点的坐标和颜色等信息，然后根据这些信息生成一个三维模型。
具体来说，3D扫描仪的工作原理有以下几个步骤：（1）采集数据：3D扫描仪通过发射光线或激光，将其照射到物体表面，测量每个点表面的坐标和颜色信息。
（2）数据处理：将采集的数据传输给扫描仪内部的处理器进行图像处理，将数据转化为三维坐标信息，并根据颜色数据生成纹理信息。
（3）生成3D模型：将处理后的数据导入到3D建模软件中，根据每个点的坐标和颜色信息，生成一个逼真的三维模型。
二、3D扫描仪的具体操作步骤根据不同的3D扫描仪品牌和型号，具体的操作流程会有所不同。
这里我们以爱普生3D扫描仪为例，介绍一下操作步骤：（1）安装和连接：将3D扫描仪与电脑连接，安装相应的驱动程序和软件。
（2）设置扫描参数：打开扫描软件，设置扫描参数，包括扫描范围、扫描速度、精度等。
（3）物体准备：将需要扫描的物体放置在扫描区域内，并进行对齐、调整姿态等操作。
（4）开始扫描：点击扫描按钮开始扫描，3D扫描仪会对物体进行扫描，并记录下每个点表面的坐标和颜色信息。
（5）数据处理和编辑：将扫描得到的数据传输给处理软件，将其转化为三维坐标和纹理信息，并进行编辑和优化。
（6）生成3D模型：将处理后的数据导入到3D建模软件中，生成逼真的三维模型。
总的来说，3D扫描仪的工作原理基于激光或光栅等技术，能够实现高精度的物体扫描和三维模型生成。
通过上述操作步骤，我们可以轻松地完成3D扫描的过程，为各种领域的创新和发展提供更高效、更精确的支持。
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学习目 标
1，掌握掌握三维激光扫描仪的基 本原理 2，掌握掌握三维激光扫描仪的和 工作流程。
知识要点
一、三维扫描仪的基本原理
三维扫描仪是依靠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，越密集的点云越可以创建更精确 的模型(这个过程称为三维建模或者三维重建)。若扫描仪能够取得表 面颜色，则可进一步在重建的表面上粘贴材质贴图，亦即所谓的材质 印射(texture mapping)。本节课以三维激光扫描仪为例来介绍三维 扫描仪的工作流程及原理。
知识要点
三、三维扫描仪工作过程视频
视频
课后练习
谢谢
知识要点
二、工作流程
三维激光扫描仪的工作过程大致可以分为计划制定、外业数据采 集和内业数据处理三部分。在具体工作展开之前首先需要制定详细的 工作计划，做一些准备工作，主要包括：根据扫描对象的不同和精度 的具体要求设计一条合适的扫描路线、确定恰当的采样密度、大致确 定扫描仪至扫描物体的距离、设站数、大致的设站位置等等；外业工 作主要是采集数据：主要包括数据采集、现场分析采集到的数据是否 大致符合要求、进行初步的质量分析和控制等等；内业数据处理是最 重要也是工作量最大的一环，主要包括：外业采集到的激光扫描原始 数据的显示，数据的规则格网化，数据滤波、分类、分割，数据的压 缩，图像处理，模式识别等等。
知识ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ点
三维扫描仪工作原理：无论扫描仪的类型如何，三维扫描仪的构 造原理都是相近的。三维扫描仪的主要构造是由一台高速精确的激光 测距仪，配上一组可以引导激光并以均匀角速度扫描的反射棱镜。激 光测距仪主动发射激光，同时接受由自然物表面反射的信号从而可以 进行测距，针对每一个扫描点可测得测站至扫描点的斜距，再配合扫 描的水平和垂直方向角，可以得到每一扫描点与测站的空间相对坐标。 如果测站的空间坐标是已知的，那么则可以求得每一个扫描点的三维 坐标。