新3D掃描技術,連透明模型都可掃描到?1

新3D掃描技術,連透明模型都可掃描到?

研究人員開發了一種新的 3D 掃描方法,可用於掃描透明物體。3D 掃描是逆向工程的重要工具,是未來實現更靈活製造的產品數碼化的關鍵一步。如今,有多種 3D 掃描方法,但每種方法都有好與壞。

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3D 掃描問題

大多數 3D 掃描系統都使用光學過程:

-Photogrammetry 攝影測量是將一系列 2D 圖像轉換為 3D 模型的技術。通過攝影測量,我們只要以簡單的方式從不同方位拍攝物體的不同角度,再使用專用的軟件作照片分析,便能透過尋找和接合物件的特徵點並生成了點雲。這些點雲將其轉換形成我們掃描對象的網格。

-Laser scanning激光3D掃描是在目標表面上發射激光光束,雙攝像頭確定每個點的 3D 位置。組合3D點後,你便能生成3D圖一再在電腦軟件中進行3D掃描。

-Structured light 結構光 3D 掃描器會把有條紋的光線圖像投射到被掃描的物件上,根據圖像的變化情形,分析出物件的表面形狀,從而獲得那個物件的立體數據。

然而,這些3D掃描方法都面臨一個難題:就是不能3D掃描透明的東西。因為當你涉及玻璃時,這些3D掃描方法都能掃描到玻璃,因為光線在穿過時會發生彎曲,無法正確掃描對象的該部分,所以現時的3D掃描技術不能直接3D掃描透明的物件。另外,由於光路效應,通常 3D 掃描金屬部件等略微發亮的物體變得具有挑戰性。現時當然可以通過暫時塗覆物體來克服這些影響。有一些噴塗產品可以做到這一點,其中一些是專為 3D 掃描設計的。

 

 


透明 3D 掃描

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Image source :fabbaloo

 

現在似乎有一種全新的 3D 掃描過程可以完全繞過反射率的問題。Fraunhofer 研究人員製作了一種他們稱之為“MWIR-3D 傳感器”的設備,它能夠掃描任何物體,甚至是透明物體。該系統以非常創新的方式使用紅外輻射。

首先,儀器會用 CO2 激光射向物體。這會稍微加熱物體的表面,使紅外探測器可以看到每個點,並且通過使用其中的兩個點,作 3D 空間中定位。

 

研究人員現已經成功地使熱輻射,並証實可用於 3D 測量。因此,研究人員將這種方法稱為“熱紅外範圍內的 3D 傳感”。該系統的核心是一個高能 CO2 激光器,用於照射物體。為了獲得更高分辨率的測量結果,這條激光以特別協調的順序在物體上移動。激光的能量被被測物體吸收並部分重新發射。”

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這款新的3D掃描技術打破了一般3D掃描技術的局限,就是不用噴塗粉末下都能直接掃描透明的物件,另一方面,不僅可以快速進行掃描,還可以高分辨率進行掃描。研究人員表示,精度可以低於 0.01 毫米,與目前最好的 3D 掃描器不相伯仲。相信在不久的將來,我們或許能看到這種新型 3D 掃描器投放在市場中,為掃描市場或逆向工業行業帶來新的革新。

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