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武漢易成三維科技有限公司
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黑色和高亮反光物體在制造業(yè)中隨處可見,在使用三維激光掃描儀掃描這些特殊表面時,常常會因其表面特性,對激光信號造成一定的干擾,從而生成高噪點的點云。
比如用傳統(tǒng)三維掃描設(shè)備掃描黑色石墨電極時,由于黑色物體吸收光的特性,掃描黑色物體時,掃描儀需要更長的曝光時間和掃描時間。
如下圖所示,網(wǎng)格文件中石墨電極的部分幾何形狀和特征是缺失的,底部夾角的數(shù)據(jù)尤為明顯:
石墨電極的網(wǎng)格文件(高噪點)
注釋:石墨電極是以石油焦、瀝青焦為骨料,煤瀝青為黏結(jié)劑,經(jīng)過原料煅燒等工藝加工而制成的一種耐高溫石墨質(zhì)導(dǎo)電材料。由于石墨電極的原材料特性,石墨電極表面呈黑色。
用傳統(tǒng)三維掃描儀掃描同時具備黑色和高亮表面的汽車輪轂時,更是難上加難。其高亮的頂部位置會大范圍反射激光,導(dǎo)致三維掃描儀無法捕獲其邊緣和圓形等幾何細(xì)節(jié)。在某些情況下,掃描的物體甚至?xí)^曝。掃描結(jié)果如下所示:
輪轂的網(wǎng)格文件(高噪點)
為什么黑色和光亮物體會給三維掃描帶來如此大的挑戰(zhàn)呢?
這與三維激光掃描儀的工作原理有關(guān)。三維激光掃描儀采用的是激光三角測距法,以非常高的速率向被測物體發(fā)射激光,激光先投射到被測物體表面,繼而反射回掃描儀內(nèi)的傳感器中。掃描儀據(jù)此計算其與物體的距離,確定物體在空間中的位置。激光被投射至特殊表面時,如下圖所示:
面對黑色和高亮物體的三維掃描難點,我們并非無計可施。主流的做法,有以下幾種:
掃描黑色物體時:
可適當(dāng)調(diào)高設(shè)備的曝光度,有助于捕捉其表面反射的光源,捕捉到物體的表面特征。
掃描高亮物體時:
1.一般情況下,掃描物體時會將三維掃描儀垂直于掃描的面,但在掃描特殊高亮表面時,可適當(dāng)調(diào)整掃描儀與掃描對象的位置,調(diào)整掃描角度。
2.在條件允許的情況下,可在掃描前在掃描對象上噴顯像劑或噴粉,有助于捕捉高亮物體的外形數(shù)據(jù)信息。
不過,以上這些方式在一定程度上,都會影響最終的掃描精度和掃描結(jié)果分辨率。若有黑色或高亮物體的掃描需求,可考慮選用更適合的掃描設(shè)備。
KSCAN-Magic配備了自主研發(fā)的專攻黑色和高亮物體的掃描模式,為特殊表面物體的三維掃描,保駕護(hù)航。
一機多用,重新定義手持式三維激光掃描儀。藍(lán)色激光波長較短,產(chǎn)生的激光點可以瞬時集中大量能量,在掃描反光物體時,能更多地獲取物體的表面信息,掃描細(xì)節(jié)更佳。
石墨電極的網(wǎng)格文件(低噪點)如圖所示,通過KSCAN-Magic三維掃描生成石墨電極網(wǎng)格文件,具有高分辨率和低噪點的特性,細(xì)致地捕捉了其邊緣曲線和曲面。