これらのデバイスは、映画やビデオゲームのためエンターテイメント産業で多く使用されます。3 d スキャンしたオブジェクトのデジタル画像はまた工業デザイン, 補綴物の設計用、リバース エンジニア リング、品質 (デジタル リポジトリ) コントロール、または文化的なオブジェクトのドキュメントに対する。

連絡先 san スキャナーは、2 つのメイン カテゴリ、アクティブおよびパッシブのスキャナーに細分されます。彼らは彼らの技術の原則に基づいて多くのサブカテゴリにいます。

この Lidar スキャナーは、建物、地層などをスキャンする 3 つの次元でモデルを生成するために使用できます。非常に広い地平線上の半径は調節可能な: 頭の水平方向の回転のおかげでミラーの指示が垂直方向に。レーザービーム切断ビームの最初のオブジェクトとの距離の測定に使用します。


3 D の Lidar スキャナーはプローブ対象にレーザー光線を使用するアクティブなデバイスです。このタイプのスキャナー部反射レーザー光のパルスのリターンのために必要な時間のカウントによるオブジェクトのサーフェスからの距離を決定するためのレーザー距離計です。

光 c の速度が知られているので距離を決定するラウンドト リップ時間旅光スキャナーと表面の間の距離の倍であります。もちろん、フライトの時間によってスキャナーの精度は、3.3 ピコは 1 ミリを旅行する光による撮影時間約戻り時間 t の測定の精度に依存します。


レーザー距離計は、それが指している方向に一度に 1 つだけポイントを検出します。このため、デバイスのビュー ポイントのフィールドのすべてをスキャンし、各メジャーにビューの方向を変更する必要があります。それはカメラ自体の回転または回転ミラーのシステムを使用して変更できます。ミラーは軽量化されより高い精度とより迅速に方向を変更することができますので、この最後の方法は最も一般的に使用されます。
時間の飛行 3 D スキャナーは、10 000 から 100 までの距離を測定できる 1 秒あたり 000 ポイント。

距離を測定するレーザー スキャナーで使用される別の技術は、位相シフトの測定です。スキャナーは、オブジェクトとの接触は、レーザー スキャナーに反映されているレーザー光を出力します。レーザ放射の波長は、プロバイダーによって異なります。スキャナーのミラーは、同じオブジェクトに向かって垂直方向にレーザ光を返します。垂直方向の角度は、距離の測定と同時にエンコードされます。


レーザー スキャナーは、それ自身で水平方向に 360 ° 回転します。水平方向の角度は、距離測定を同時に計算されます。距離と垂直方向と水平方向の角度は、デカルトの座標 (x, y, z) に変換される極座標値 (δ、α、β) を与えます。いくつかのレーザー スキャナーは、表面までの距離を測定するのに位相シフト測定技術を使用します。デバイス プロジェクトの赤外レーザー ビーム反射によるスキャナーに戻る。生成されたビームと受信した RADIUS の位相差を分析することによって最も近いミリ波までの距離を計算します。
知られている正弦波のレーザーは、レーザー ソースによってブロードキャストされます。


それは「光」です。レーザー光線のいくつかは、ターゲットからソースに反映されます。「バックライト」と呼ばれます。この「バックライト」フェーズは、放出される光史 』 を決定するのに知られている光のことと比較されます。2 つのピークの違いを「位相」と呼びます。得られた位相変調の周波数 x 飛行時間 × 2 π に対応します。位相シフトのスキャナーは、通常より速くより正確な 3 D よりも飛行レーザースキャナーの時間が小さい範囲です。

レーザー三角法を用いた検出器の原理。オブジェクトの 2 つの位置が表示されます。

レーザー三角測量スキャナーはレーザー プローブその環境に光もを使用してアクティブなスキャナーです。彼は飛行時間によって 1 つはビームで被写体をポイントし、カメラを使用してポイントを検索します。表面に距離に応じてポイントはカメラの視野内の異なる場所に表示されます。ポイント レーザー、カメラおよびレーザーのエミッターは、三角形を形成するため、この手法は三角形分割を呼びます。三角形の辺の長さ、カメラとレーザー送信機間の距離は知られています。
レーザー送信機側に角度がまた知られています。

カメラの側角は、カメラの視野でレーザー ドットの位置によって決まる可能性があります。これら 3 つのデータ形と三角形の寸法を決定して、レーザーの点の位置を与えます。ほとんどの場合、期間のバンドではなくレーザーで買収プロセスを加速するオブジェクトをスキャンします。全国研究会カナダ 19782 で三角測量に基づくスキャンの技術を開発する最初の所の中でだった。

レーザー光線を投影面コノスコープ像システムで、同じビームを考える複屈折性の結晶を通過、CDD センサーに送信されます。
回折パターンの頻度を分析し、表面までの距離を決定するために使用できます。コノスコープ像ホログラフィの主な利点は、共線性、つまり、単一のビーム (往復) 測定を実行する必要は、たとえば穴の深さを測定する掘削細かく三角形分割による不可能であります。

手動レーザー スキャナーを作成上記の三角測量の原理からの 3 D の画像: ポイントまたはレーザー ライン、手動の装置を使用してオブジェクトに投影し、表面までの距離を測定するセンサー (通常、CDD センサーや位置センサー)。


位置は内部の座標システムに保存され、スキャナーの位置を移動されているそのものを測定する必要があります。位置は、表面 (通常の接着剤反射ストリップ) スキャン中または外部追跡法を用いた特徴的なランドマークを使用してスキャナーによって決定することができます。(スキャナーの向きを設定) に組み込まれたユニットの責任者はこの id は装備カメラ三次元測定機の形で来るまたはスキャナーの 6 自由度を許可する 3 つ以上のカメラを用いた写真測量用のデバイスとして。


両方の技術を (カメラ (s) 照明にもかかわらずそれらを参照するフィルターを通過によって知覚されるスキャナーに組み込まれた赤外線の led を使用する傾向があます。
情報をコンピューターによって収集された、コンピューター処理を用いた三次元空間内の点の座標として保存、これらはキャンバスで、NURBS サーフェスの形でほとんどの場合、コンピューターのモデルは三角測量によって変換できます。ハンドヘルド レーザー スキャナーはテクスチャと色 - に記録する可視光の受動の受信機がこのデータを組み合わせることができます復元は、3 D モデルのモデリングを完了 (リバース エンジニア リングを参照してください)。

主題の変形を観察して、構造化された軽い 3 D スキャナー プロジェクト明るいパターンです。パターンは、1 つまたは 2 つの次元であります。

一次元地盤として行の例です。それは、液晶プロジェクターやレーザーを使用して件名に投影されます。A 少しプロジェクタ カメラをオフセット、彼の可能な変形を記録。三角形分割と同様の手法を使用してを表す点の位置の距離を計算します。地面は、時の距離についての情報の束を保存するために視野をスイープします。

今グリッドまたはストリップの形をしたパターンの例を取る。変形を記録するカメラを使用し、地面をつくる点の距離を計算する複雑なコンピューター プログラムを使用します。複雑さは、あいまいさが原因です。トピックを水平走査の縦ストライプのグループを取る。最も単純なケースで分析が基づいて、左端のバンドのイメージが最初のレーザー投影であるそのような方法でイメージの写し出されたレーザーを左右から見えるバンドのシーケンスに一致する推定、次は 2 番目のように。

非 triviales 穴、いくつかの咬合、急速な深さの変更ターゲットの場合ただし、順序は必ずしも確認バンドはしばしば隠されバンド レーザーのあいまいさに上昇を与える別の順序に表示されることがあります。

この特定の問題は、最近と呼ばれる高度な技術で解決されていますMultistripe laser Triangulation (MLT).構造化された軽い 3 D スキャンはまだ研究の活発な領域各年の出版物の数に上昇を与えます。

構造化された軽い 3 D スキャナーのハイライトは、速度です。なく、一度にポイントをスキャン、彼らは同時に全体の視野をスキャンします。これは、制限または運動に関連する歪み問題を排除します。既存のシステムがリアルタイムでモーション内のオブジェクトをスキャンすることができます。最近、曲張とストーニブ ルック大学から培黄はデジタル フリンジ投影と位相変調技術 (別の構造化された光法) を用いるとオンザフライでスキャンを開発しました。
このシステムはキャプチャ、再構築し、40 秒あたりのフレームの周波数 (表情) として時間の変形オブジェクトの詳細を復元することができます。

変調光の 3 D スキャナーは、変化する光を使用して被写体を照らします。通常、光源が振幅正弦波パターンの説明をサイクルがあります。カメラは、反射光を検出し、その変化の重要性を測定し、光の距離を旅しているを決定します。
変調光干渉がないので、スキャナー、レーザー以外の光のソースを無視することもできます。

任意のタイプの放射を発行されている、接触することがなく受動的なスキャナーは周囲の反映された放射の検出に基づいています。それはすぐに利用できるので、このタイプのほとんどのスキャナーは可視光を検出します。他の種類の放射線、赤外線も使用できますよう。ほとんどの場合はデバイス特定の番組に必要としない受動的な方法格安、できます。

立体システム通常 2 台のカメラの動画、少し離れて、同じシーンを指します。2 つのデバイスのイメージの間のわずかな違いを分析することによって、イメージ内の各ポイントの距離を判断することが可能です。このメソッドは、ビジョン立体 humaine5 に基づいています。

3 D スキャナーのこれらのタイプは、対照的な背景に 3 つの次元のオブジェクトの周りに撮影した写真のシーケンスから作成されたアウトラインを使用します。これらのシルエットがその背景からデタッチされ、\Visual hull\オブジェクトの近似を形成するカメラの回転の軸線の位置の相互に組み立てられています。技術のこのタイプのオブジェクト - - ボウルの内側のような陥凹のすべての種類は検出されません。


ユーザーの援助の追求のスキャナー
検出に基づく他の方法があると同定支援利用者特性とそれの近似を構築できるように、オブジェクトの異なるイメージのシリーズを形成します。この技術は、すぐに建物のような単純な図形から成るオブジェクトの近似を達成するために便利です。様々 な商用ソフトウェアは機能的とiModeller, D-Sculptor ou RealViz-ImageModeler.

3 D スキャナーのこれらのタイプは、写真測量の原理に基づいています。何とか彼ら使用して方法論、パノラマ写真のようこの代わりにパノラマを定点から画像を撮影する、一連の異なる点からイメージがそれを複製する固定オブジェクトから取得されます。

スキャナーによって収集されるデータのモデル化
3 D スキャナーによって生成されるポイントの雲は、しばしば何として使用可能です。ほとんどのアプリケーションは、直接使用していませんが、3 D モデルの代わりに使用します。つまり、たとえば 3 D 多角形を確認し、連続的な表面を作成するために隣接したポイントを接続するモデリングのコンテキストで。アルゴリズムの多数は (たとえば、この作業に利用可能です。photomodeler, imagemodel).