3 차원 스캐너는 스캔 및 3D 취득
3 차원 스캐너는 스캔 및 3D 취득

3D 스캐너


3 차원 스캐너 분석 개체 또는 그들의 즉각적인 환경에 및이 모양 (색상, 텍스처)에 특정 정보를 수집 하는 장치입니다. 수집 된 데이터는 다음 개체를 만드는 CGI 3 차원 (디지털) 다양 한 목적을 위해 사용할 수 있습니다.

이 소자 들은 영화 또는 비디오 게임에 대 한 엔터테인먼트 산업에서 많이 사용 됩니다. 3D에서 스캔 된 개체의 디지털 이미지는 산업 디자인, 무생물의 디자인에 대 한 사용 또한, 리버스 엔지니어링, 품질 (디지털 저장소) 제어 하거나 문화 개체의 문서에 대 한.

산 세 연락처 스캐너는 두 가지 주요 범주, 능동 및 수동 스캐너 세분화 될 수 있습니다. 그들은 그들의 기술 원리에 따라 많은 하위 범주에 자신 있습니다.







이 스캐너는 건물을 스캔을 사용할 수 있습니다.
이 스캐너는 건물을 스캔을 사용할 수 있습니다.

비행 시간 스캐너


이 Lidar 스캐너 3 차원에서 모델을 생성 하기 위하여 건물, 지질 형성, 등 스캔을 사용할 수 있습니다. 반지름은 매우 넓은 지평선을 통해 조정 가능: 머리의 수평 회전 덕분에 거울 지시 그것은 수직으로. 레이저 빔은 첫 번째 개체 절단 빔으로 거리를 측정 하는 데 사용 됩니다.


3 차원 Lidar 스캐너는 주제를 조사 하는 레이저 광선을 사용 하 여 활성 장치 이다. 스캐너의이 유형의 중심에 레이저 rangefinder 반사 레이저의 펄스의 반환에 필요한 시간을 계산 하 여 공부 하는 개체의 표면에서 거리를 결정 하는.

빛의 속도 알려져 있기 때문에 거리를 결정 하기 위해 왕복 시간 두번 스캐너와 표면 사이의 거리는 빛에 의해 여행. 물론, 비행의 시간으로 스캐너의 정확도 3.3 조분 한 밀리미터 여행 빛에 의해 걸린 시간 대략 알고 반환 시간 t의 측정의 정확도에 따라 달라 집니다.


레이저 rangefinder 그것 가리키는 방향으로 한 번에 하나만 포인트를 검색 합니다. 이 장치는 시야에 의해 포인트의 모든 검사 하 고 각 측정값 보기의 방향을 변경 해야 합니다. 그것은 카메라 자체의 회전 하거나 회전 하는 거울의 시스템을 사용 하 여 변경할 수 있습니다. 이 마지막 메서드 거울 가볍고 더 정밀도와 보다 신속 하 게 방향을 변경할 수 있기 때문에 가장 일반적으로 사용 되는.
시간의 비행 3D 스캐너 100 10 000에서 거리를 측정할 수 있는 초당 000 포인트.









스캐너에서 레이저 빔을 접촉 개체, 레이저 스캐너에 반영 되는
스캐너에서 레이저 빔을 접촉 개체, 레이저 스캐너에 반영 되는

위상 변화에 의해 스캐너


레이저 스캐너에 의해 거리를 측정 하는 데 사용 하는 다른 기술 위상 편이의 측정 이다. 스캐너에서 레이저 빔을 접촉 개체, 레이저 스캐너에 반영 되는. 레이저 방출의 파장은 공급자에 따라 다릅니다. 스캐너의 거울 같은 개체를 향해 수직으로 레이저 광선을 반환합니다. 수직 각도 거리 측정으로 동시에 인코딩됩니다.


레이저 스캐너는 자체에 수평 360 ° 회전합니다. 수평 각은 거리 측정으로 동시에 계산 됩니다. 거리와 수직 및 수평 각도 직각 좌표 (x, y, z)로 변환 되는 극 좌표 (δ, α, β)를 제공 합니다. 일부 레이저 스캐너 위상 변화 측정 기술을 사용 하 여 표면에 거리를 측정. 장치 프로젝트 반사 스캐너에 반환 하는 적외선 레이저 빔. 그것은 방사 광속과 수신된 반경 사이 위상 변화를 분석 하 여 가장 가까운 밀리미터에 거리를 계산 합니다.
알려진된 사인파의 레이저는 레이저 소스에 의해 방송입니다.


그것은 '빛 '입니다. 레이저 광선의 일부는 대상에서 소스에 반영 됩니다. \다시 빛\ 이라고 합니다. 이 \백 라이트\의 단계는 그 빛의 '빛 역사'를 결정 하는 알려진 방출에 비교 됩니다. 두 봉우리 사이의 차이 \위상 시프트\ 이라고 합니다. 얻은 위상 편이 변조 주파수 x 비행 시간 x 2 π에 해당 합니다. 위상 시프트 스캐너는 비행 레이저 스캐너의 시간에 일반적으로 빠르고 3D 보다 더 정확 하지만 그들은 더 작은 범위.









레이저 삼각 측량 스캐너는 사용 하 여 레이저의 환경 조사를 광 활성 스캐너
레이저 삼각 측량 스캐너는 사용 하 여 레이저의 환경 조사를 광 활성 스캐너

삼각 측량 스캐너에 의해


레이저 삼각 측량을 사용 하 여 검출기의 원리입니다. 개체의 두 위치에 표시 됩니다.

레이저 삼각 측량 스캐너는 또한 사용 하 여 레이저 광의 환경을 조사 하는 활동적인 스캐너가 이다. 그는 비행 시간이 여 서 빔과 주제에 포인트를 사용 하는 카메라 지점을 찾습니다. 표면에는 거리에 따라 포인트는 카메라의 시야에 다른 곳에 나타납니다. 포인트 레이저, 카메라 및 레이저가 미터는 삼각형을 형성 하기 때문에이 기술은 삼각 측량을 이라고 합니다. 삼각형의 측의 길이 카메라와 레이저 송신기 사이의 거리 알려져 있습니다.
레이저 송신기 측면 각도 라고도 합니다.

카메라 측면 각도 카메라의 시야에서 레이저 도트의 위치를 보고 확인할 수 있습니다. 이러한 세 가지 데이터 형태와 삼각형의 크기를 결정 하 고 레이저 포인트의 위치에 게. 대부분의 경우, 기간 밴드 대신 레이저 수집 프로세스를 가속 화 하기 위해 개체를 검색 합니다. 국가 연구 위원회 캐나다 19782 삼각 측량에 따라 스캔 기술을 개발 하기 위해 첫 번째 기관 중 하나 였습니다.








편광 시스템에서 레이저 빔으로 표면에 예상 된다
편광 시스템에서 레이저 빔으로 표면에 예상 된다

편광 홀로 그래피


레이저 빔 표면에 투영 되는 편광 시스템에서 다음 같은 빔 통해 생각 birefringent 크리스탈을 통해 전달 하 고 CDD 센서에 전송 됩니다.
회절 패턴의 주파수 분석 하 고 표면에 거리를 결정 하는 데 사용 될 수 있습니다. 편광 홀로 그래피의 주요 장점은 공선성, 즉, 단일 빔 (왕복)을 측정을 수행 하기 위해 필요 하다, 예를 들면 구멍의 깊이 측정 하 교 련된 잘게는 삼각에 의해 불가능.









삼각 측량의 원리에서 이미지를 생성 하는 수동 레이저 스캐너 3D
삼각 측량의 원리에서 이미지를 생성 하는 수동 레이저 스캐너 3D

수동 스캐너


수동 레이저 스캐너 만들기 위에서 설명한 삼각 측량 원리에서 3D 이미지: 점 또는 레이저 라인 수동 장치를 사용 하 여 개체에 예상은 하 고 표면에 거리를 측정 하는 센서 (일반적으로 CDD 센서 또는 위치 과민 한 장치).


위치는 내부 좌표 시스템에 저장 되 고 그것의 위치를 이동 되 고 자체 스캐너를 측정 해야 합니다. 위치는 표면 (일반적으로의 접착 반사 스트립) 검색 또는 외부 추적 방법을 사용 하 여 특성 랜드마크를 사용 하 여 스캐너에 의해 확인할 수 있습니다. 이 카메라를 갖춘 3 차원 측정 시스템의 형태로 온다 책임 단위 (스캐너의 방향 설정)을 통합 또는 스캐너의 6 자유도 허용 하는 3 개 이상의 카메라를 사용 하 여 사진에 대 한 장치.


(카메라 (들) 그들을 보고 주위 조명에도 불구 하 고 필터를 통해에 의해 인식 되는 스캐너에 통합 적외선 led를 사용 하는 경향이 두 기법.
정보는 컴퓨터에 의해 수집 되 고 컴퓨터 처리를 사용 하 여 3 차원 공간에서 점의 좌표 저장,이 삼각 측량 그리고 NURBS 표면의 형태로 가장 자주 컴퓨터 모델에는 캔버스에 의해 개조 될 수 있다. 휴대용 레이저 스캐너에 질감과 색상-기록 가시광선-수동 수신기와이 데이터를 결합할 수 있습니다 복원 3D 모델에서 모델링을 완료 (리버스 엔지니어링을 참조).










구축한 가벼운 3D 스캐너는 주제에 밝은 패턴 프로젝트
구축한 가벼운 3D 스캐너는 주제에 밝은 패턴 프로젝트

구축한 가벼운 스캐너


구축한 가벼운 3D 스캐너 프로젝트 밝은 패턴 주제에 변형 관찰 합니다. 패턴 하나 또는 두 개의 크기에 있을 수 있습니다.

1 차원 지상 라인의 예입니다. 그것은 LCD 프로젝터 또는 레이저를 사용 하 여 주제에 예상 된다. A 약간 오프셋 프로젝터 카메라, 기록 그의 가능한 변형. 삼각 측량과 유사한 기술이 거리, 그리고 따라서 나타내는 점의 위치를 계산 하는 데 사용 됩니다. 지상 거리에 대 한 내용은 한 번에 잔뜩 저장 하려면 시야를 스윕.

이제 그리드 또는 스트립 모양의 패턴의 예를 가져가 라. 카메라를 사용 하는 개 악을 기록 하 고 복잡 한 컴퓨터 프로그램은 그 땅을 만드는 포인트의 거리를 계산 하는 데 사용 됩니다. 복잡성은 모호함 때문 이다. 받아 주제를 가로 청소 수직 줄무늬의 그룹. 가장 간단한 경우에는 분석 기반 시퀀스 왼쪽된 오른쪽에서 보이는 밴드의 밴드는 가장 왼쪽의 이미지는 첫 번째 레이저 프로젝션 방식에서 이미지 예상된 레이저 일치 추정에 다음에 두 번째입니다.

그러나 구멍, 몇 가지 않기, 급속 한 깊이 변화 비 triviales 대상의 경우, 순서는 반드시 확인 밴드 종종 숨겨진와 심지어 밴드 레이저에 모호함에 상승을 주는 다른 순서로 나타날 수 있습니다.

이러한 특정 문제가 최근 이라고 하는 고급 기술에 의해 해결 되었습니다. Multistripe laser Triangulation (MLT). 구축한 가벼운 3D 스캐닝은 여전히 연구의 활성 영역 기한 간행물의 수를 매년입니다.

구축한 가벼운 3D 스캐너의 속도입니다. 한 번에 포인트를 검색 하는 대신 그들은 동시에 비전의 전체 분야를 스캔. 이 제한 하거나 왜곡 움직임에 관련 된 문제를 해결 합니다. 기존 시스템 실시간에서 모션에서 개체를 검색할 수 있습니다. 최근에, 노래 장과 스토 니 브 룩 대학에서 Peisen 황 디지털 프린지 프로젝션 및 변조 된 위상 기법 (다른 구조화 된 가벼운 방법)를 사용 하 여 즉석에서 스캔을 개발 했습니다.
이 시스템은 캡처, 다시 작성 및 초당 40 프레임의 주파수에 (표정)로 시간에 변형 개체의 세부 정보를 복원할 수 있습니다.









변조 된 가벼운 3D 스캐너 조명 변화 빛을 사용 하 여 주제
변조 된 가벼운 3D 스캐너 조명 변화 빛을 사용 하 여 주제

변조 된 광 스캐너


변조 된 가벼운 3D 스캐너 밝게 변화 빛을 사용 하 여 주제. 일반적으로, 광원이 있다 주기 진폭의 정현파 패턴에 설명 합니다. 카메라를 반사 빛을 감지, 그것의 변이의 중요성 고 거리는 빛 여행을 결정 합니다.
그렇게 아무 간섭 변조 된 빛 또한 스캐너를 레이저 이외의 소스 무시를 수 있습니다.









수동 비 접촉 3D 스캐너는 반사 주변 방사선의 검출 기반
수동 비 접촉 3D 스캐너는 반사 주변 방사선의 검출 기반

수동 접촉 없이 스캐너


수동적인 스캐너 방사선의 모든 종류를 발행 되 고 접촉 없이 반영한 주위 방사선의 탐지를 기반으로 합니다. 이 유형의 대부분의 스캐너 즉시 사용할 수 있기 때문에 가시 광선을 감지 합니다. 다른 유형의 방사선, 적외선을 사용할 수 있습니다 처럼. 대부분의 경우에 그들은 특정 표시 장치를 필요로 하지 않는 수동 방법, 수 있습니다.









두 개의 비디오 카메라를 사용 하 여 입체 3D 스캐너
두 개의 비디오 카메라를 사용 하 여 입체 3D 스캐너

입체 음향 스캐너


약간 떨어져, 같은 장면을 가리키는 입체 시스템 일반적으로 두 개의 카메라 동영상. 두 장치의 이미지의 약간의 차이 분석 하 여 이미지에서 각 포인트의 거리를 확인 가능 하다. 이 메서드는 비전 입체 humaine5를 기반으로 합니다.









3D 스캐너의 이러한 일련의 3 차원에서 개체 주위를 찍은 사진에서 만든 윤곽선 사용
3D 스캐너의 이러한 일련의 3 차원에서 개체 주위를 찍은 사진에서 만든 윤곽선 사용

실루엣 스캐너


3D 스캐너의이 유형은 대조 배경 3 차원에서 개체 주위를 찍은 사진의 순서에서 만든 윤곽선을 사용 합니다. 이러한 실루엣 그들의 배경에서 분리 되며 \비주얼 선체\ 개체의 근사를 카메라의 회전축의 위치에서 서로 조립. 기술의이 종류의 오목 함--그릇의 내부와 같은 개체의 모든 종류는 검색 되지 않습니다.


스캐너는 사용자의 도움을 추구
다른 방법, 감지에 따라 식별 사용자 특성을 지원 하 고 일련의 그것의 근사를 생성을 허용 하는 개체의 다른 이미지를 형성. 기술의이 유형의 신속 하 게 건물 같은 간단한 도형을 구성 하는 개체의 근사를 달성 하기 위해 유용 합니다. 다양 한 상용 소프트웨어로 할 수 있다 iModeller, D-Sculptor ou RealViz-ImageModeler.

이러한 유형의 3D 스캐너 사진 측량의 원리를 기반으로 합니다. 어떻게든 그들은를 사용 하 여 비슷한 사진, 방법론이 대신 파노라마를 고정된 소수점에서 이미지, 다른 포인트에서 이미지의 시리즈 그것을 복제 하는 고정된 개체에서 가져온 것입니다.

스캐너에서 수집한 데이터의 모델링
3D 스캐너에 의해 생산 하는 포인트의 구름 자주 무엇으로 사용할 수 있습니다. 대부분의 응용 프로그램 직접 사용 하지 않습니다 하지만 3D 모델 대신 사용. 즉 예를 들어 3D 다각형 모델링 확인 하 고 지속적인 표면을 창조 하기 위하여 인접 한 포인트를 연결의 맥락에서. 알고리즘의 많은 수 (예를 들어이 작업에 사용할 수 있습니다. photomodeler, imagemodel).