Disse enhetene er mye brukt av underholdning for filmer eller videospill. Digitale bilder av skannede objekter i 3D brukes også for industriell design, utformingen av protesene, omvendt utvikling, for kvalitetskontroll (digital repository) eller dokumentasjon av kulturelle objekter.

Sans-kontakter skannere kan deles inn i to hovedkategorier, aktive og passive skannere. De er selv i mange underkategorier basert på teknologiske prinsippet.

Denne Lidar skanneren kan brukes til å skanne bygninger, geologiske formasjoner, etc. for å produsere en modell i tre dimensjoner. RADIUS er justerbar over en svært bredt horisont: takket være horisontal rotasjon av hodet, et speil leder det loddrett. Laserstrålen som brukes til å måle avstanden med første objektet kutte strålen


3D Lidar skanneren er en aktiv enhet som bruker en laserstråle for å undersøke emnet. I hjertet av denne typen skanner er en laseravstandsmåler for å bestemme avstanden fra overflaten av objektet studerte ved å telle tiden som kreves for retur av pulsen av gjenspeiles laserstrålen.

Siden av lysets hastighet c er kjent, rundturen tiden for å bestemme avstanden reist av lys, som er to ganger avstanden mellom skanneren og overflaten. Selvfølgelig, nøyaktigheten av skanneren ved tiden for flygningen, avhenger av nøyaktigheten av måling av returtiden t, å vite at 3.3 picoseconds er omtrent tiden tatt av lys å reise en millimeter.


Laseravstandsmåler oppdager bare ett punkt på en gang i retning det peker. For dette, enheten blir alle sitt utsyn punkt til punkt og må endre retning av visningen til hvert mål. Det kan endres ved rotasjon av selve kameraet eller et system av roterende speil. Denne siste metoden er den mest brukte fordi speil er lettere og endrer retning raskere med større nøyaktighet.
Tidspunktet for flyet 3D skannere kan måle avstanden fra 10 000 sorter til 100 000 poeng per sekund.

En annen teknologi som brukes av laser skannere til å måle avstander måles i faseskift. Skanneren avgir en laserstråle, som i kontakt med objektet, gjenspeiles laser skanneren. Bølgelengden av laser utslipp varierer avhengig av leverandøren. Speilet skannerens returnerer laserstrålen vertikalt mot samme objekt. Den vertikale vinkelen kodes samtidig som avstandsmåling.


Laser skanneren roterer 360 ° på seg i horisontal. Langsgående beregnes samtidig med avstandsmåling. Avstand og vinkelen loddrette og vannrette gir en polar koordinat (ses, α, β) som er konvertert til kartesisk koordinatsystem (x, y, z). Noen laser skannere bruker fase Skift måling teknologien som måler avstanden til en overflate. Enheten prosjekter en infrarød laserstråle som returnerer til skanneren av refleksjon. Den beregner avstanden til de nærmeste millimeter ved å analysere faseskift mellom slippes ut bredde og mottatte RADIUS.
Laseren av en kjent sinuskurve sendes av en laser kilde.


Det er \lys\. Noen av laserstrålen reflekteres fra målet til kilden. Kalles \tilbake lys\. Fasen av denne \tilbake lys\ er sammenlignet at lyset utsendt kjent å bestemme \lys historien\. Forskjellen mellom de to toppene kalles \phase shift\. Faseskift innhentet tilsvarer 2π x flytiden x frekvensen av modulering. Fase Skift skannere er vanligvis raskere og mer nøyaktig enn 3D i tid med fly laser skannere, men de har et mindre område.

Prinsippet om en detektor med laser triangulering. To posisjoner for objektet vises.

Laser triangulering skanneren er en aktiv som også bruker laser lys å undersøke omgivelsene. Han peker på gjenstand med en bjelke som for ett av flytiden bruker et kamera til å finne punktet. Avhengig av avstanden til en overflate vises punktet på et annet sted i sikten av kameraet. Denne teknikken kalles triangulering fordi punkt laseren, kameraet og laser emitter danne en trekant. Lengden på en side av trekanten, avstanden mellom kameraet og laser senderen er kjent.
Vinkelen på siden av laser senderen er kjent.

Vinkelen på siden av kameraet kan fastslås ved å se på plasseringen av laser prikken i sikten av kameraet. Disse tre data avgjøre formen og størrelsen på trekanten og gi plasseringen av laser poenget. I de fleste tilfeller, en laser i stedet for en periode band, søker objektet for å akselerere oppkjøpet. Nasjonalt råd for forskning Canada var blant de første instituttene å utvikle en teknologi søk basert på triangulering i 19782.

I et conoscopic system en laserstråle er projisert på en overflate, deretter tenke gjennom samme bjelken går gjennom en birefringent krystall og sendes på en CDD sensor.
Hyppigheten av Diffraksjon mønstre kan analyseres og brukes for å bestemme avstanden til overflaten. Den største fordelen med conoscopic holography er kolinearitet, dvs en enkelt stråle (rundtur) er nødvendig for å utføre måling, for å måle for eksempel dybden av hull boret fint som er umulig ved triangulering.

Manuell laser skannere opprette bilder 3D fra triangulering prinsippet beskrevet ovenfor: et sted eller en laser linje er projisert på et objekt med en manuell enhet og en sensor (vanligvis en CDD sensor eller posisjon følsom enhet) måler avstanden til overflaten.


Posisjoner, lagres i en intern koordinatsystem og skanneren selv å flytte plasseringen må måles. Plasseringen kan bestemmes av skanneren med karakteristiske landemerker på overflaten som skannes (vanligvis av reflekterende teipen) eller bruke en ekstern oppfølgingsmetode. Enhet som er ansvarlig for denne identifikasjonen kommer i form av en maskin å måle tredimensjonale utstyrt med et kamera innlemmet (for å angi retningen på skanneren) eller som en enhet for fotogrammetri bruker tre eller flere kameraer slik at seks grader av frihet på skanneren.


Begge teknikkene pleier å bruk infrared leds innarbeidet til skanneren som oppfattes av (kameraet (s) gjennom filtre for å se dem til tross for omgivelseslys.
Informasjonen samles av en datamaskin og lagret som koordinatene for punktene i tre-dimensjonale rommet, bruker datamaskinen behandling, disse kan konverteres ved triangulering et lerret og deretter en datamodell, oftest i form av NURBS-overflater. Håndholdt laser skannere kan kombinere disse dataene med passiv mottakere av synlig lys - som registrerer den farger- og å restaurere (se omvendt) fullføre en modellering i 3D-modellen.

Strukturert lys 3D skannere prosjektet et lys mønster på emnet og observere deformasjon. Mønsteret kan være én eller to dimensjoner.

Eksempel på en linje som en endimensjonal bakken. Det er anslått i emnet bruke LCD-projektor eller laser. A litt forskjøvet i kameraet, registrerer hans mulig deformasjon. En teknikk som ligner på triangulering brukes til å beregne avstand, og derfor posisjonen til punktene som representerer. Bakken feier sikten for å lagre en haug med ett tid, informasjon om avstander.

Nå ta eksempel av et rutenett eller en strip-formet mønster. En kameraet brukes til å registrere deformasjoner og et omfattende program brukes til å beregne avstanden av punktene som utgjør den bakken. Kompleksiteten er tvetydigheten. Ta en gruppe striper feiende vannrett et emne. I det enkleste tilfellet analysen er basert på den antagelse at en rekke band synlig fra venstre til høyre passer bildet projiserte laser slik at bildet av bandet til venstre er første laser projeksjon, følgende er andre og så videre.

I tilfelle av ikke-triviales mål med hull, noen occlusions, rask dyptgående endringer, men bekreftet rekkefølgen nødvendigvis at band er ofte skjult og kan vises i en annen rekkefølge, gir opphav til en tvetydighet i band lasere.

Dette problemet har nylig blitt løst av en avansert teknologi kalt Multistripe laser Triangulation (MLT). Strukturert lys 3D skanning er fortsatt et aktivt område av forskning, gir opphav til en rekke publikasjoner hvert år.

Høydepunktet strukturert lys 3D skannere er hastigheten. I stedet for skanning en om gangen, skanne de hele synsfeltet samtidig. Dette begrenser eller eliminerer forvrengning problemer knyttet til bevegelsen. Eksisterende systemer er i stand til å skanne objekter i bevegelse i sanntid. Nylig har sangen Zhang og Peisen Huang fra Stony Brook University utviklet en skanning ved hjelp av en digital frynser projeksjon og en modulated fase teknikk (en annen strukturert lys metode).
Dette systemet er kjøpedyktig fange, gjenoppbygge og restaurere detaljer om objekter deformeres i tid (som et ansiktsuttrykk) med en frekvens på 40 bilder per sekund.

Det modulerte lys 3D skanner lyser til objektet et skiftende lys. Lyskilden har vanligvis en syklus som amplituden beskriver et sinusformet mønster. Et kamera oppdager reflektert lys, måler viktigheten av sin variasjon og bestemmer avstanden lyset har reist.
Modulert lyset kan også skanneren for å ignorere kilden til lys enn en laser, slik at det ikke er forstyrrelser.

Passiv skannere uten kontakt, å utstede alle typer stråling, er basert på oppdagelsen av reflektert ambient stråling. De fleste skannere av denne typen oppdage synlig lys fordi den er umiddelbart tilgjengelig. Andre typer stråling, som infrarød kan også brukes. Passive metoder kan være billig, fordi i fleste tilfeller de ikke krever enheten spesifikt show.

Stereoskopisk systemer vanligvis to kameraer videoer, litt fra hverandre, peker til samme scene. Ved å analysere liten forskjellene mellom bilder av de to enhetene, er det mulig å bestemme avstanden av hvert punkt i bildet. Denne metoden er basert på visjon stereoskopisk humaine5.

Disse typer 3D skannere bruk skisserer opprettet fra en sekvens av bilder tatt rundt et objekt i tre dimensjoner en kontrasterende bakgrunn. Disse silhuetter er løsrevet fra deres bakgrunn og samlet sammen der rotasjonsaksen av kameraet for å danne en \visuell hull\ tilnærmet objektet. Med denne typen teknikker oppdages alle slags concavity av objektet - som innsiden av en bolle - ikke.


Skannere søker hjelp av brukeren
Det finnes andre metoder, basert på deteksjon og identifikasjon assistert bruker egenskapene og danner en rekke forskjellige bilder av et objekt, som tillater for å konstruere en tilnærming av det. Denne typen teknologi er nyttig til raskt å oppnå en tilnærming av objektets sammensatt av enkle figurer som bygninger. Ulike kommersiell programvare kan som iModeller, D-Sculptor ou RealViz-ImageModeler.

Disse typer 3D skannere er basert på prinsippene om fotogrammetri. Liksom de bruker en metode lik panoramautsikt fotografi, med dette stedet å ta bilder fra et fast punkt å ta et panorama, en rekke bilder fra ulike er tatt fra et fast objekt å replikere den.

Modellering av data samlet inn av skanneren
Skyene punktene produsert av 3D skannere er ofte ikke anvendelig hva. De fleste programmer bruker ikke direkte, men bruker i stedet for en 3D-modell. Dette betyr at for eksempel i forbindelse med en 3D mangekantet modellering for å finne og koble tilstøtende punkter for å skape en sammenhengende overflate. En rekke algoritmer er tilgjengelige for dette arbeidet (for eksempel photomodeler, imagemodel).