Что такое 3D лазерный сканер?

Вы когда-нибудь задумывались, как архитекторы создают детальные 3D-модели зданий? Или как правоохранительные органы могут воссоздавать места преступлений с высокой точностью? Ответ кроется в технологии, называемой лазерным 3D-сканером.

 Содержание: 

• История лазерного 3D-сканирования
• Как работает 3D лазерный сканер?
• Типы лазерных 3D сканеров
  • Ручные лазерные 3D сканеры
  • Стационарные лазерные 3D-сканеры
    • Особенности и технические характеристики:
    • Области применения
• Лазерный 3D-сканер Shining 3D FreeScan UE Pro
  • Особенности и технические характеристики
  • Области применения
• Ручной лазерный 3D-сканер Shining 3D FreeScan Combo
  • Особенности и технические характеристики
  • Области применения
• Области применения лазерного 3D-сканирования
  • Применение в промышленности
    • Архитектура и строительство
    • Криминалистика и правоохранительная деятельность
  • Личное использование
• Будущее лазерного 3D-сканирования
  • Технологический прогресс
  • Потенциальные новые применения
• Заключение

История лазерного 3D-сканирования

Концепция лазерного 3D-сканирования не нова. Она существует с 1960-х годов, но только в конце 1980-х годов она стала использоваться на практике.

Как работает 3D лазерный сканер?

Лазерный 3D-сканер - это устройство, использующее лазерную технологию для создания детальных трехмерных моделей объектов или среды. Вот пошаговое описание того, как это работает:

• Излучение лазерного света: Процесс начинается с того, что сканер испускает лазерный луч в направлении объекта или среды, которую он сканирует. Этот лазерный луч безопасен и не причинит никакого вреда.

• Отражение лазерного излучения: Лазерное излучение попадает на поверхность объекта или среды и отражается обратно к сканеру. Характеристики поверхности объекта, такие как цвет и текстура, могут влиять на отражение лазерного света.

• Обнаружение отраженного света: Сканер оснащен датчиком (часто называемым детектором), который улавливает отраженный лазерный свет.

• Измерение расстояния: Сканер рассчитывает расстояние между собой и сканируемым объектом на основе времени, которое требуется лазерному излучению для возвращения. Это возможно благодаря тому, что скорость света постоянна, поэтому, измеряя время, необходимое для прохождения света до объекта и обратно, сканер может точно рассчитать расстояние. Этот принцип известен как "время полета".

• Создание облака точек: Сканер повторяет этот процесс тысячи или даже миллионы раз в секунду, каждый раз для немного другого направления лазерного луча. В результате получается большое количество измерений расстояния с разных точек обзора, создавая "облако точек" данных.

• Преобразование в 3D-модель: Данные облака точек могут быть обработаны с помощью специализированного программного обеспечения для создания детальной 3D-модели объекта или среды. Этой моделью можно манипулировать, измерять и анализировать так, как это невозможно сделать с физическими объектами или средой.

Итак, по сути, лазерный 3D-сканер работает путем испускания лазерного луча, улавливания отраженного света, а затем вычисления расстояния на основе времени, которое требуется для возвращения света. Этот процесс повторяется много раз для создания детального 3D-представления объекта или среды.

Типы лазерных 3D сканеров

Существует два основных типа лазерных 3D-сканеров: ручные и стационарные.

Ручные лазерные 3D сканеры

Ручные сканеры портативны и универсальны, что делает их идеальными для сканирования объектов различных размеров и форм.

Стационарные лазерные 3D-сканеры

Стационарные лазерные 3D-сканеры, также известные как стационарные или установленные на штативе, представляют собой тип устройства 3D-сканирования, которое остается в фиксированном положении во время процесса сканирования. Они обычно используются для сканирования больших объектов или сред, таких как здания, ландшафты или крупные промышленные компоненты.

Особенности и технические характеристики:

• Высокая точность и разрешение: Стационарные лазерные 3D сканеры часто обеспечивают высокую точность и разрешение, позволяя улавливать мелкие детали на больших расстояниях.

• Большой диапазон сканирования: Эти сканеры обычно имеют большой диапазон сканирования, способный захватывать данные с объектов или среды на расстоянии нескольких метров.

• 360-градусное сканирование: Многие стационарные сканеры могут вращаться на 360 градусов, что позволяет получать данные под любым углом.

• Технология "время полета": Большинство стационарных 3D-сканеров используют технологию временного пролета, которая измеряет время, необходимое лазерному лучу для попадания в объект и возвращения в сканер для расчета расстояния.

Области применения

Стационарные лазерные 3D-сканеры используются в различных отраслях промышленности и сферах применения:

• Архитектура и строительство: Эти сканеры используются для создания детальных 3D-моделей зданий и сооружений для целей планирования, проектирования и документирования.

• Археология и сохранение наследия: Они используются для документирования и сохранения исторических объектов или артефактов в 3D, что позволяет проводить детальное изучение и анализ.

• Криминалистика и правоохранительные органы: В криминалистике стационарные сканеры могут использоваться для воссоздания мест преступлений в 3D, обеспечивая уровень детализации и точности, с которым не могут сравниться традиционные методы.

• Промышленный дизайн и производство: Они используются для контроля качества, инспекции и обратного проектирования крупных промышленных компонентов.

• Горное дело и науки о Земле: Стационарные сканеры используются для получения подробных 3D-данных о местах добычи полезных ископаемых, геологических особенностях и ландшафтах для анализа и планирования.

Лазерный 3D-сканер Shining 3D FreeScan UE Pro

Shining 3D FreeScan UE Pro - это профессиональный ручной 3D-сканер, известный своей высокой точностью и эргономичным дизайном. Он разработан для повышения уровня детализации и глобального контроля точности при сканировании крупномасштабных заготовок.

Особенности и технические характеристики

Высокая точность: FreeScan UE Pro обеспечивает высокую точность и высокое разрешение. Его точность составляет 20 микрон, а объемная точность - 0,02 мм + 0,03 мм/м (0,02 мм + 0,015 мм/м в режиме встроенной фотограмметрии).

Высокая скорость сканирования: сканер имеет впечатляющую скорость сканирования 1 850 000 точек в секунду, что делает процесс сканирования экономичным по времени.

Множество режимов: Устройство оснащено безопасной для глаз лазерной технологией 2M-класса, состоящей из 26+5+1 синих лазерных линий, работающих в трех различных режимах.

Встроенный фотограмметрический модуль: Эта функция повышает объемную точность сканера.

Простота эксплуатации: Продукт имеет понятный интерфейс и поддерживает наиболее актуальное программное обеспечение для контроля и проектирования, обеспечивая более короткую кривую обучения и упрощенный рабочий процесс.

Улучшенное сканирование темных и высокоотражающих поверхностей: FreeScan UE Pro облегчает сканирование поверхностей, которые обычно сложны для 3D-сканеров.

Области применения

FreeScan UE Pro используется в различных областях, включая, но не ограничиваясь ими:

• Автомобильный дизайн: Для создания точных 3D-моделей деталей автомобиля или целых транспортных средств.

• Анализ гидродинамики: Для изучения течения жидкостей и газов.

• Виртуальная сборка: Для создания виртуальных моделей собранных деталей или изделий.

• Контроль качества: Для проверки деталей и изделий на соответствие требуемым спецификациям.

• Восстановление старых деталей: Для создания 3D-моделей старых деталей, которые необходимо воспроизвести.

• Ремонт и обслуживание заготовок: Для сканирования деталей, которые необходимо отремонтировать или обслужить.

Ручной лазерный 3D-сканер Shining 3D FreeScan Combo

Shining 3D  FreeScan Combo  - это ручной 3D-сканер, компактный, легкий и предназначенный для различных профессиональных применений. В нем сочетаются технологии синего лазера и инфракрасного VCSEL, что обеспечивает высокую точность результатов сканирования и высокую скорость сканирования.

Особенности и технические характеристики

Гибридный источник света: В FreeScan Combo используется гибридный источник света, сочетающий технологии синего лазера и инфракрасного VCSEL. Это обеспечивает высокую точность результатов сканирования и высокую скорость в различных сценариях 3D-сканирования.

Точность сканирования: Сканер обеспечивает точность сканирования до 0,02 мм, что гарантирует высокую точность и детализацию сканирования.

Компактный и легкий: FreeScan Combo весит всего 620 грамм, его легко переносить и маневрировать, что делает его идеальным для сканирования объектов различных размеров.

Четыре режима сканирования: Сканер предлагает четыре режима сканирования для универсального применения, что делает его подходящим как для сканирования больших объектов, так и для съемки мелких деталей и глубоких отверстий.

Высокая скорость сканирования: сканер обеспечивает максимальную скорость сканирования 1 860 000 точек/с в лазерном режиме и до 2 250 000 точек/с при использовании ИК-источника света.

Области применения

FreeScan Combo используется в различных отраслях промышленности для таких задач, как инспекция, обратное проектирование, аддитивное производство и др. Некоторые из отраслей, в которых он применяется, включают:

• Автомобильная промышленность: Сканер используется для создания точных 3D-моделей деталей или целых автомобилей.
• Аэрокосмическая промышленность: Сканер используется для сканирования и анализа компонентов самолетов в целях контроля качества и технического обслуживания.
• Машиностроение: Сканер используется для проверки и реинжиниринга деталей машин.
• Медицина: Используется для создания 3D-моделей медицинского оборудования или частей тела для планирования хирургических операций или проектирования протезов.

Области применения лазерного 3D-сканирования

Лазерное 3D-сканирование имеет широкий спектр применения - от промышленности до личного использования.

Применение в промышленности

Архитектура и строительство

В мире архитектуры и строительства лазерные 3D-сканеры используются для создания детальных моделей зданий, как для планирования новых построек, так и для документирования существующих сооружений.

Криминалистика и правоохранительная деятельность

В криминалистике и правоохранительной деятельности 3D-сканеры могут использоваться для воссоздания мест преступлений, обеспечивая уровень детализации и точности, с которым не могут сравниться традиционные методы.

Личное использование

Повседневные потребители могут использовать лазерные 3D-сканеры для различных целей, от создания 3D-моделей для печати до сканирования личных вещей для страховой документации.

Будущее лазерного 3D-сканирования

Поскольку технологии продолжают развиваться, потенциальные возможности применения лазерного 3D-сканирования практически безграничны.

Технологический прогресс

С развитием технологий мы можем ожидать, что лазерные 3D-сканеры станут еще более точными и простыми в использовании.

Потенциальные новые применения

От медицинских приложений до виртуальной реальности - потенциальные новые применения лазерного 3D-сканирования не могут не радовать.

Заключение

Лазерное 3D-сканирование - это мощный инструмент, который имеет широкий спектр применения, от промышленности до личного использования. По мере развития технологии можно ожидать появления еще большего числа применений этого универсального инструмента.