三维扫描仪的制作并非仰赖单一技术,各种不同的重建技术都有其优缺点,成本与售价也有高低之分。目前并无一体通用之重建技术,仪器与方法往往受限于物体的表面特性。例如光学技术不易处理闪亮(高反照率)、镜面或半透明的表面,而激光技术不适用于脆弱或易变质的表面。
在地质勘查中,通常会遇到由于边坡过于高陡(甚至悬崖)而人力难以企及的情形。在这种情况下,要查明边坡的岩体结构特征,尤其是结构面的发育情况是非常困难的。三维激光扫描技术的应用,为这一难题的解决提供了极为有效的途径,为我们的勘测带来了很大的帮助,我们可以用三维激光扫描仪扫描我们无法到达的地方,并真实的还原到的电脑上。
作为新的高科技产品,三维激光扫描已经成功的在文物保护、城市建筑测量、地形测绘、采矿业、变形监测、工厂、大型结构、管道设计、飞机船舶制造、公路铁路建设、隧道工程、桥梁改建等领域里应用。
在这个三角形中,激光与摄影机的距离、及激光在三角形中的角度,是我们已知的条件。透过摄影机画面中激光光点的位置,我们可以决定出摄影机位于三角形中的角度。这三项条件可以决定出一个三角形,并可计算出待测物的距离。在很多案例中,以一线形激光条纹取代单一激光光点,将激光条纹对待测物作扫描,大幅加速了整个测量的进程。
三维扫描仪分类为接触式(contact)与非接触式(non-contact)两种,后者又可分为主动扫描(active)与被动扫描(passive),这些分类下又细分出众多不同的技术方法。使用可见光视频达成重建的方法,又称做基于机器视觉(vision-based)的方式,是今日机器视觉研究主流之一。
随着待测物(距离三角测距3D激光扫描仪)距离的不同,激光光点在摄影机画面中的位置亦有所不同。这项技术之所以被称为三角型测距法,是因为激光光点、摄影机,与激光本身构成一个三角形。
手持激光扫描仪透过上述的三角形测距法建构出3D图形:透过手持式设备,对待测物发射出激光光点或线性激光光。以两个或两个以上的侦测器(电耦组件或位置感测组件)测量待测物的表面到手持激光产品的距离,通常还需要借助特定引用点-通常是具黏性、可反射的贴片-用来当作扫描仪在空间中定位及校准使用。
这些模型具有相当广泛的用途,举凡工业设计、缺陷检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。
三维激光扫描技术与传统的滑坡检测技术相比,具有无需事先埋设检测设备、无接触测量量、监测速度快、测量精度高、能够反映坡体的总体变形趋势等特点,更可以快速获取高密度、高精度的三维点云数据,经数据处理及建模后可以掌握整个坡体的变形发展规律,进而开展滑坡灾害预报研究,致使生命财产的损失降到点。
人工智能逐渐成为未来的代名词,而三维扫描作为双目机器视觉的核心延伸,也收到越来越多的关注。