Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται πολύ από τις βιομηχανίες της ψυχαγωγίας για ταινίες ή βιντεοπαιχνίδια. Ψηφιακές εικόνες των σαρωμένων αντικειμένων σε 3D χρησιμοποιούνται επίσης για το βιομηχανικό σχέδιο, ο σχεδιασμός της προσθετικής, αντίστροφη μηχανική, για τον έλεγχο της ποιότητας (ψηφιακό αποθετήριο) ή για την τεκμηρίωση των πολιτιστικών αγαθών.

Σαρωτές sans-επαφές μπορούν να υποδιαιρούνται σε δύο κύριες κατηγορίες, ενεργητική και παθητική σαρωτές. Είναι οι ίδιοι σε πολλές υποκατηγορίες με βάση τους τεχνολογικούς αρχή.

Αυτό το scanner Lidar μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σάρωση κτίρια, Γεωλογικοί Σχηματισμοί, κλπ., προκειμένου να παραχθεί ένα μοντέλο σε τρεις διαστάσεις. Η ακτίνα του είναι ρυθμιζόμενο σε ένα πολύ ευρύ ορίζοντα: χάρη στην οριζόντια περιστροφή της κεφαλής, έναν καθρέφτη κατευθύνει το κάθετα. Η ακτίνα λέιζερ χρησιμοποιείται για να μετρήσει την απόσταση με την πρώτη δέσμη κοπής αντικειμένου


Ο τρισδιάστατος ανιχνευτής Lidar είναι μια ενεργή συσκευή που χρησιμοποιεί μια ακτίνα λέιζερ να εξετάσουν το θέμα. Στην καρδιά αυτού του τύπου του σαρωτή είναι ένα αποστασιόμετρο λέιζερ για να καθορίσει την απόσταση από την επιφάνεια του αντικειμένου του που μελετάται, μετρώντας το χρόνο που απαιτείται για την επιστροφή του σφυγμού της ακτίνας λέιζερ αντανακλάται.

Δεδομένου ότι η ταχύτητα του φωτός c είναι γνωστό, ο χρόνος επαναφοράς για τον καθορισμό της απόστασης ταξίδεψε από φως, το οποίο είναι δύο φορές η απόσταση μεταξύ του σαρωτή και η επιφάνεια. Φυσικά, η ακρίβεια του σαρωτή με την ώρα της πτήσης εξαρτάται από την ακρίβεια της μέτρησης του χρόνου επιστροφής t, γνωρίζοντας ότι 3.3 picoseconds είναι περίπου ο χρόνος που λαμβάνεται από το φως να ταξιδέψει ένα χιλιοστό.


Το τηλέμετρο λέιζερ ανιχνεύει μόνο ένα σημείο ταυτόχρονα προς την κατεύθυνση που οδηγεί. Γι ' αυτό, η συσκευή σαρώνει όλα από το οπτικό του πεδίο ανά σημείο και πρέπει να αλλάξει την κατεύθυνσή της προβολής σε κάθε μέτρο. Μπορεί να αλλάξει από την περιστροφή της η ίδια η κάμερα ή χρησιμοποιώντας ένα σύστημα της εκ περιτροπής καθρέφτες. Αυτή η τελευταία μέθοδος είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη επειδή καθρέφτες είναι ελαφρύτερα και να αλλάξετε κατεύθυνση ταχύτερα, με μεγαλύτερη ακρίβεια.
Χρόνος πτήσης τρισδιάστατοι σαρωτές μπορεί να μετρήσει την απόσταση από 10 000 έως 100 000 σημεία ανά δευτερόλεπτο.

Μια άλλη τεχνολογία που χρησιμοποιείται από σαρωτές λέιζερ, να μετρήσετε αποστάσεις είναι το μέτρο της μετατόπιση φάσης. Ο ανιχνευτής εκπέμπει μια ακτίνα λέιζερ, η οποία, σε επαφή με το αντικείμενο, αντικατοπτρίζεται στο σαρωτή λέιζερ. Το μήκος κύματος της εκπομπής λέιζερ ποικίλλει ανάλογα με τον πάροχο. Ο καθρέφτης του σαρωτή επιστρέφει την ακτίνα λέιζερ κάθετα προς το ίδιο αντικείμενο. Η κατακόρυφος γωνία είναι κωδικοποιημένα την ίδια στιγμή ως μέτρηση απόστασης.


Ο σαρωτής λέιζερ περιστρέφεται 360 ° στον εαυτό της οριζόντιας. Η οριζόντια γωνία που υπολογίζεται ταυτόχρονα με τη μέτρηση αποστάσεων. Η απόσταση και η γωνία κάθετες και οριζόντιες δίνουν μια πολικών συντεταγμένων (δ, α, β) η μετατροπή καρτεσιανών συντεταγμένων (x, y, z). Ορισμένοι σαρωτές λέιζερ χρησιμοποιούν την τεχνολογία μέτρησης μετατόπιση φάσης να μετρήσει την απόσταση σε μια επιφάνεια. Η συσκευή έργα μια υπέρυθρη ακτίνα λέιζερ η οποία επιστρέφει στο σαρωτή από αντανάκλαση. Υπολογίζει την απόσταση από το πλησιέστερο χιλιοστό, αναλύοντας τη μετατόπιση φάσης μεταξύ της εκπεμπόμενης δέσμης και έλαβε ακτίνα.
Το λέιζερ των γνωστών ημιτονοειδές κύμα μεταδίδεται από μια πηγή λέιζερ.


Είναι το «φως». Μερικές από τη δέσμη λέιζερ αντανακλάται από το στόχο στην πηγή. Ονομάζεται «πίσω φως». Η φάση αυτή «πίσω φως» είναι σε σχέση με ότι του φωτός που εκπέμπεται γνωστό για να προσδιορίσετε την ελαφριά ιστορία». Η διαφορά μεταξύ των δύο κορυφών που ονομάζεται «μετατόπιση φάσης». Η μετατόπιση φάσης που λαμβάνεται αντιστοιχεί 2π x x η συχνότητα της διαμόρφωση πτήσης χρόνος. Σαρωτές μετατόπιση φάσης είναι συνήθως ταχύτερη και πιο ακριβή από ό, τι 3D στην ώρα της πτήσης σαρωτές λέιζερ, αλλά έχουν ένα μικρότερο πεδίο.

Αρχή της μια χρησιμοποιώντας ανιχνευτή λέιζερ τριγωνισμού. Εμφανίζονται δύο θέσεις του αντικειμένου.

Το λέιζερ τριγωνισμού scanner είναι ένα ενεργό σαρωτή που επίσης χρησιμοποιεί λέιζερ φως να καθετήρα του περιβάλλοντος. Αυτός επισημαίνει το θέμα με μια ακτίνα όσον αφορά ένα από την ώρα της πτήσης, και χρησιμοποιεί μια κάμερα για να εντοπίσετε το σημείο. Ανάλογα με την απόσταση σε μια επιφάνεια, το σημείο εμφανίζεται σε μια διαφορετική θέση στο οπτικό πεδίο της κάμερας. Η τεχνική αυτή ονομάζεται τριγωνισμού επειδή το σημείο λέιζερ, της κάμερας και του εκπομπού λέιζερ σχηματίζουν ένα τρίγωνο. Το μήκος της μιας πλευράς του τριγώνου, η απόσταση μεταξύ της φωτογραφικής μηχανής και λέιζερ είναι γνωστή.
Η γωνία από την πλευρά του λέιζερ είναι επίσης γνωστό.

Η γωνία από την πλευρά της η κάμερα μπορεί να προσδιοριστεί με την εξέταση τη θέση του σημείου λέιζερ στο οπτικό πεδίο της κάμερας. Αυτά τα τρία στοιχεία καθορίζουν το σχήμα και τις διαστάσεις του τριγώνου και να δώσει τη θέση του σημείου λέιζερ. Στις περισσότερες περιπτώσεις, ένα λέιζερ αντί για μια περίοδο μπάντα, σαρώνει το αντικείμενο για να επιταχύνει την διαδικασία απόκτησης. Το Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας του Καναδά ήταν μεταξύ η πρώτη ινστιτούτα να αναπτύξουν μια τεχνολογία σάρωσης βάσει τριγωνισμού σε 19782.

Σε ένα σύστημα κωνοσκοπική προβάλλεται μια ακτίνα λέιζερ πάνω σε μια επιφάνεια, τότε σκέψης μέσα από την ίδια ακτίνα περνά μέσα από ένα κρύσταλλο διπλοθλαστικούς και αποστέλλεται σε έναν αισθητήρα ΕΑΔ.
Η συχνότητα των μοντέλων περίθλαση να αναλύονται και χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της απόστασης στην επιφάνεια. Το κύριο πλεονέκτημα της Ολογραφίας κωνοσκοπική είναι συγγραμικότητας, δηλαδή, μια ενιαία δέσμη (μετ) είναι απαραίτητη για την εκτέλεση της μέτρησης, να μετρήσετε για παράδειγμα το βάθος του μια τρύπα διάτρητοι τέλεια που είναι αδύνατο από triangulation.

Εγχειρίδιο λέιζερ, σαρωτές δημιουργούν εικόνες 3D από την αρχή του τριγωνισμού που περιγράφεται παραπάνω: ένα σημείο ή μια γραμμή λέιζερ θα προβάλλεται σε ένα αντικείμενο που χρησιμοποιεί μια χειροκίνητη συσκευή και έναν αισθητήρα (συνήθως μια ΕΑΔ αισθητήρα ή θέση ευαίσθητη συσκευή) μετρά την απόσταση από την επιφάνεια.


Θέσεις αποθηκεύονται σε ένα εσωτερικό σύστημα συντεταγμένων και το ίδιο μετακίνηση της θέσης του σαρωτή πρέπει να μετρώνται. Η θέση μπορεί να καθοριστεί από το σαρωτή χρησιμοποιώντας χαρακτηριστικά ορόσημα στην επιφάνεια που σαρώνονται (συνήθως από ανακλαστικές αυτοκόλλητες ταινίες) ή χρησιμοποιώντας μια μέθοδο εξωτερικής παρακολούθησης. Η μονάδα που είναι υπεύθυνη για αυτό αναγνώρισης έρχεται με τη μορφή μιας μηχανής μέτρο τρισδιάστατο εξοπλισμένη με μια φωτογραφική μηχανή που ενσωματώνεται (για να ορίσετε τον προσανατολισμό του σαρωτή) ή ως μια συσκευή για την Φωτογραμμετρία χρησιμοποιώντας τρεις ή περισσότερες κάμερες, επιτρέποντας τους έξι βαθμούς ελευθερίας του σαρωτή.


Και τις δύο τεχνικές τείνουν να χρησιμοποιούν υπέρυθρα LED που ενσωματώνονται στο σαρωτή που γίνονται αντιληπτά από την (κάμερα (s) μέσω των φίλτρων για να δείτε τους παρά ατμοσφαιρικό φωτισμό.
Οι πληροφορίες συλλέγονται από έναν υπολογιστή και αποθηκεύονται ως οι συντεταγμένες των σημείων στον τρισδιάστατο χώρο, χρησιμοποιώντας υπολογιστή επεξεργασία, αυτά μπορούν να μετατραπούν από triangulation σε έναν καμβά, και στη συνέχεια σε ένα μοντέλο υπολογιστή, πιο συχνά με τη μορφή επιφάνειες NURBS. Σαρωτές χειρός λέιζερ μπορεί να συνδυάσει αυτά τα δεδομένα με παθητικοί δέκτες του ορατού φωτός - που καταγράφουν τις υφές και χρώματα - να επαναφοράς (βλέπε αντίστροφη μηχανική) ολοκληρώσει ένα μοντελοποίηση 3D μοντέλο.

Δομημένο φως τρισδιάστατοι σαρωτές έργου ένα έντονο μοτίβο σχετικά με το θέμα και να παρατηρούν την παραμόρφωση. Το μοτίβο μπορεί να είναι μία ή δύο διαστάσεις.

Παράδειγμα μιας γραμμής ως μονοδιάστατο έδαφος. Προβλέπεται για το θέμα χρησιμοποιώντας ένα προβολέα LCD ή λέιζερ. Μια ελαφρώς αντισταθμίζεται η κάμερα προβολέα, καταγράφει την ενδεχόμενη παραμόρφωση. Μια τεχνική παρόμοια με τριγωνισμού χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της απόστασης, και, ως εκ τούτου, η θέση των σημείων που εκπροσωπούν. Έδαφος σαρώνει το οπτικό πεδίο, προκειμένου να σώσει μια δέσμη σε μια στιγμή, πληροφορίες σχετικά με τις αποστάσεις.

Τώρα πάρτε για παράδειγμα ένα πλέγμα ή πρότυπο λουρίδα σε σχήμα. Μια φωτογραφική μηχανή χρησιμοποιείται για να καταγράψει τις παραμορφώσεις και ένα σύνθετο πρόγραμμα χρησιμοποιείται για να υπολογίσετε τις αποστάσεις από τα σημεία που συνθέτουν αυτόν τον λόγο. Η πολυπλοκότητα είναι εξαιτίας της αμφισημίας. Πάρτε μια ομάδα από κάθετες ρίγες σαρωτικές οριζόντια ένα θέμα. Στην απλούστερη περίπτωση, η ανάλυση βασίζεται στο τεκμήριο ότι η ακολουθία των μπάντες ορατό από αριστερά δεξιά ταιριάζει με την εικόνα προβλεπόμενη laser με τέτοιο τρόπο ότι η εικόνα του συγκροτήματος η αριστερά είναι η πρώτη προβολή με λέιζερ, το παρακάτω είναι το δεύτερο και ούτω καθεξής.

Στην περίπτωση των μη-triviales στόχους με τρύπες, κάποια Αποφράξεις, ταχεία βάθους αλλαγές, ωστόσο, η σειρά απαραιτήτως ελέγχεται ότι συγκροτήματα είναι συχνά κρυμμένοι και ακόμη και ενδέχεται να εμφανίζονται με διαφορετική σειρά, να δημιουργήσει ασάφεια ως προς τα συγκροτήματα laser.

Αυτό το συγκεκριμένο πρόβλημα έχει επιλυθεί πρόσφατα από μια τεχνολογία που ονομάζεται Multistripe laser Triangulation (MLT). Το δομημένο φως τρισδιάστατης σάρωσης εξακολουθεί να είναι ένας ενεργός τομέας της έρευνας, δίνοντας αύξηση σε αριθμό δημοσιεύσεων κάθε χρόνο.

Το highlight της το δομημένο φως τρισδιάστατοι σαρωτές είναι ταχύτητα. Αντί για σάρωση ένα σημείο σε μια στιγμή, θα σαρώσει το σύνολο οπτικό πεδίο, την ίδια στιγμή. Αυτό περιορίζει ή εξαλείφει προβλήματα στρέβλωσης που σχετίζονται με την κυκλοφορία. Υφιστάμενα συστήματα είναι σε θέση να ανιχνεύσει τα αντικείμενα σε κίνηση σε πραγματικό χρόνο. Πρόσφατα, Zhang τραγούδι και Peisen Huang από το Πανεπιστήμιο Stony Brook έχουν αναπτύξει μια σάρωση για το πετούν χρησιμοποιώντας μια προβολή ψηφιακών κρόσσια και μια τεχνική διαμορφωμένου φάση (ένα άλλο φως δομημένη μέθοδος).
Αυτό το σύστημα είναι σε θέση να συλλάβει, να ανοικοδομήσουν και να επαναφέρετε τα στοιχεία του αντικείμενα παραμορφωτικά εγκαίρως (ως μια έκφραση προσώπου) σε συχνότητα 40 καρέ ανά δευτερόλεπτο.

Το διαμορφωμένο ελαφρύ τρισδιάστατοι σαρωτές φωτίζει το θέμα χρησιμοποιώντας ένα μεταβαλλόμενο φως. Συνήθως, η πηγή φωτός έχει ένας κύκλος του οποίου το πλάτος περιγράφει μια ημιτονοειδή μοτίβο. Μια κάμερα ανιχνεύει ανακλώμενο φως, μετρά τη σημασία της παραλλαγής και καθορίζει την απόσταση το φως έχει ταξιδέψει.
Το διαμορφωμένο φως επιτρέπει επίσης το σαρωτή για να αγνοήσει την πηγή του φωτός εκτός από ένα λέιζερ, έτσι ώστε δεν υπάρχει καμία παρέμβαση.

Παθητική σαρωτές χωρίς επαφή, εκδίδει οποιοδήποτε είδος της ακτινοβολίας, βασίζονται στην ανίχνευση της ανακλώμενης ακτινοβολίας περιβάλλοντος. Οι περισσότεροι σαρωτές αυτού του τύπου ανιχνεύσει ορατό φως επειδή είναι άμεσα διαθέσιμα. Άλλους τύπους ακτινοβολίας, όπως υπερύθρων μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί. Παθητικές μέθοδοι μπορεί να είναι φθηνά, επειδή στην πλειονότητα των περιπτώσεων δεν απαιτούν συγκεκριμένη εκπομπή συσκευή.

Στερεοσκοπικά συστήματα συνήθως δύο κάμερες βίντεο, ελαφρώς χώρια, επισημαίνοντας την ίδια σκηνή. Αναλύοντας τις μικρές διαφορές μεταξύ των εικόνων από τις δύο συσκευές, είναι δυνατόν να προσδιορίσετε την απόσταση του κάθε σημείο στην εικόνα. Αυτή η μέθοδος είναι με βάση το humaine5 στερεοσκοπική όραση.

Αυτοί οι τύποι από 3D σαρωτές χρησιμοποιούν διαρθρώσεις που δημιουργήθηκαν από μια σειρά φωτογραφιών που λαμβάνονται γύρω από ένα αντικείμενο σε τρεις διαστάσεις, σε αντίθεση με φόντο. Αυτές οι σκιαγραφίες είναι αποκομμένη από τους υπόβαθρο και να συναρμολογούνται μεταξύ τους στη θέση του τον άξονα περιστροφής της κάμερας για να σχηματίσουν μια «οπτική γάστρα» προσέγγιση του αντικειμένου. Όλα τα είδη των κοιλότητα του αντικειμένου - όπως το εσωτερικό του ένα μπολ - δεν εντοπίζονται με αυτού του είδους τις τεχνικές.


Σαρωτές που αναζητούν τη βοήθεια του χρήστη
Υπάρχουν άλλες μέθοδοι, που βασίζεται στην ανίχνευση και ταυτοποίηση επικουρείται τα χαρακτηριστικά χρήστη και σχηματίζει μια σειρά από διαφορετικές εικόνες ενός αντικειμένου, που επιτρέπουν να κατασκευάσει μια προσέγγιση του. Αυτού του είδους η τεχνολογία είναι χρήσιμη για να επιτύχετε γρήγορα μια προσέγγιση ενός αντικειμένου που αποτελείται από απλά σχήματα όπως τα κτίρια. Διάφορες εμπορικές λογισμικό είναι ικανά να ως iModeller, D-Sculptor ou RealViz-ImageModeler.

Αυτοί οι τύποι από 3D σαρωτές βασίζονται στις αρχές της Φωτογραμμετρίας. Με κάποιο τρόπο που χρησιμοποιούν μια μεθοδολογία παρόμοια με πανοραμική φωτογραφία, με αυτό αντί να λαμβάνουν εικόνες από ένα σταθερό σημείο για να λάβουν ένα πανόραμα, μια σειρά από εικόνες από διαφορετικά σημεία έχει ληφθεί από ένα σταθερό αντικείμενο να ξαναδιπλώσει.

Μοντελοποίηση των δεδομένων που συλλέγονται από το σαρωτή
Τα σύννεφα της σημεία που παράγεται από 3D σαρωτές είναι συχνά δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως τι. Οι περισσότερες εφαρμογές δεν χρησιμοποιούν άμεσα, αλλά Χρησιμοποιήστε αντί για ένα μοντέλο 3D. Αυτό σημαίνει, για παράδειγμα, στο πλαίσιο της ένα 3D πολυγωνικά modeling, για να προσδιορίσετε και να συνδέσετε παρακείμενων σημείων προκειμένου να δημιουργήσει μια συνεχή επιφάνεια. Ένα μεγάλο αριθμό αλγορίθμων είναι διαθέσιμα για αυτό το έργο (για παράδειγμα, photomodeler, imagemodel).