在前幾期技術(shù)講堂中，我們深入探討了三維掃描儀的“精度”、“分辨率”和“速度”這幾項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)以及深入介紹三維掃描儀的攝影測(cè)量技術(shù)。本期開始，我們將介紹三維掃描儀的分類，幫助大家更好地選擇適用的高精度三維掃描儀。

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Part 01

三維掃描儀面向應(yīng)用場(chǎng)景的大類劃分

      關(guān)于三維掃描儀的分類，首先，我們先明確一點(diǎn)，廣義的三維掃描儀種類繁多，這里，我們聚焦的是基于結(jié)構(gòu)光掃描的光學(xué)三維掃描儀，也就是JJF1951-2021《基于結(jié)構(gòu)光掃描的光學(xué)三維測(cè)量系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范》這一國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范所規(guī)定的設(shè)備范圍。

      目前，市面上有很多種類、型號(hào)的三維掃描儀，使用用戶有制造業(yè)3D測(cè)量工程師、文創(chuàng)設(shè)計(jì)師以及個(gè)人消費(fèi)者等，為了更清晰地了解三維掃描儀的種類，我們先按照不同的用戶使用場(chǎng)景，進(jìn)行大類劃分。

      首先，我們將使用大類劃分成面向工業(yè)生產(chǎn)和面向個(gè)人消費(fèi)者DIY應(yīng)用。在面向工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景中，繼續(xù)劃分成面向工業(yè)制造檢測(cè)應(yīng)用以及面向工業(yè)設(shè)計(jì)、文博文創(chuàng)應(yīng)用，前者主要使用計(jì)量級(jí)三維掃描儀，后者主要使用專業(yè)級(jí)三維掃描儀（也稱高精度彩色三維掃描儀）。個(gè)人消費(fèi)者DIY應(yīng)用，主要是獲取三維數(shù)據(jù)來進(jìn)行一些DIY創(chuàng)新。

Part 02

上述面對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景的三維掃描儀的主要區(qū)別

      這里，我們簡(jiǎn)要介紹下計(jì)量級(jí)三維掃描儀、專業(yè)級(jí)三維掃描儀、普及化三維掃描儀這三大類設(shè)備的區(qū)別。

      首先，計(jì)量級(jí)三維掃描儀，其作為工業(yè)生產(chǎn)使用的3D測(cè)量設(shè)備，其性能、參數(shù)都是十分優(yōu)越的，精度、速度、細(xì)節(jié)還原能力等，均表現(xiàn)良好，特別是掃描精度，其精度水平是這三大類設(shè)備中最高的，以先臨三維的設(shè)備為例，精度最高可達(dá)4微米，其主要是用于工業(yè)零部件的全尺寸三維檢測(cè)等。

      其次，專業(yè)級(jí)三維掃描儀（高精度彩色三維掃描儀），其性能也是非常優(yōu)越，精度、速度、細(xì)節(jié)，均表現(xiàn)良好，以先臨三維的設(shè)備為例，這個(gè)系列的設(shè)備精度最高可達(dá)0.04mm（40微米），其主要應(yīng)用于文物等三維數(shù)據(jù)獲取，用于文物保護(hù)、虛擬展示，同時(shí)也可以進(jìn)行人體掃描，進(jìn)行醫(yī)療輔具設(shè)計(jì)等。

      最后，普及化三維掃描儀，目前，隨著技術(shù)進(jìn)步，普及化三維設(shè)備的性能在速度、細(xì)節(jié)等方面表現(xiàn)良好，能夠高效順暢地進(jìn)行三維數(shù)據(jù)獲取，其主要應(yīng)用于“掃描萬(wàn)物”，進(jìn)行各種創(chuàng)新應(yīng)用等，也可以和3D打印配合，制作DIY擺件等。

Part 03

計(jì)量級(jí)三維掃描儀種類劃分

      先臨天遠(yuǎn)聚焦于工業(yè)3D測(cè)量，接下來，我們將重點(diǎn)介紹計(jì)量級(jí)三維掃描設(shè)備的分類。目前，根據(jù)三維掃描重建，用到不同的光源、不同的結(jié)構(gòu)光編碼圖案以及不同的數(shù)據(jù)拼接方式，并結(jié)合設(shè)備不同的使用模式，計(jì)量級(jí)三維掃描主要分為以下四種類型：固定式藍(lán)光三維掃描儀、手持式激光三維掃描儀、跟蹤式激光三維掃描系統(tǒng)、自動(dòng)化智能三維檢測(cè)系統(tǒng)。

      這四種種類沒有優(yōu)劣之分，其適用于不同的工業(yè)3D測(cè)量場(chǎng)景，本篇文章中，我們簡(jiǎn)要介紹下這四種類型的主要優(yōu)勢(shì)。

      固定式藍(lán)光三維掃描儀，例如：先臨天遠(yuǎn)OptimScan系列，采用光柵結(jié)構(gòu)光（條紋投影技術(shù)），將藍(lán)光投射成高密度編碼條紋，結(jié)合專用的信號(hào)處理算法，可將微小的條紋形變換算成微米級(jí)的高度變化，搭配高分辨率的工業(yè)相機(jī)，在數(shù)據(jù)采集和處理環(huán)節(jié)都能實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的細(xì)節(jié)還原。同時(shí)配合具有抗干擾性更強(qiáng)的窄帶藍(lán)光光源，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的計(jì)量級(jí)精度（最高可達(dá)4微米），適用于精密零件的全尺寸檢測(cè)

      手持式激光三維掃描儀，例如：先臨天遠(yuǎn)FreeScan系列，采用高亮度、高定向性的激光光源。定向能力優(yōu)秀，可以顯著減少光線散射，使得設(shè)備具有高精度且重復(fù)性精度穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)；高亮度能夠在復(fù)雜環(huán)境下規(guī)避干擾，針對(duì)一些黑色、反光樣件，無(wú)需噴粉，直接掃描，配合攝影測(cè)量，可以快速完成工件三維檢測(cè)與3D測(cè)量。

      跟蹤式激光三維掃描系統(tǒng)，例如：先臨天遠(yuǎn)FreeScan Trak系列，通過跟蹤儀拍攝掃描儀自身的標(biāo)靶框架，完成對(duì)掃描儀的空間定位，從而實(shí)現(xiàn)掃描時(shí)無(wú)需貼點(diǎn)，激光光源具有高定向性，能夠可以精準(zhǔn)的投射到中大型工件表面實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，材質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，適用于汽車工業(yè)、軌道交通、能源重工等中大型三維掃描場(chǎng)景。

      自動(dòng)化智能三維檢測(cè)系統(tǒng)，例如：先臨天遠(yuǎn)RobotScan等（多種掃描儀測(cè)頭可選），通過掃描儀配合機(jī)械臂及其他運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，搭配自研自動(dòng)化控制軟件和自研三維檢測(cè)軟件，可進(jìn)行全自動(dòng)、標(biāo)準(zhǔn)化三維掃描，快速獲取工件的準(zhǔn)確三維數(shù)據(jù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，適用于批量化全尺寸檢測(cè)場(chǎng)景。