成都三维扫描 三维扫描建模

如今众多玩家都在跃跃欲试，期待人工智能与三维重建的结合，生产领域将会发生变革，智能制造与无人化将会成为主流?还是数据的存储将会从平面走向立体。此外，越来越多的企业尝试去迎合这项技术的发展。

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。

重庆领航新智诚科技是由重庆政府空港园区管委会组织牵头的招商引资项目，　公司下设：工业设计中心、3D打印中心、CNC加工中心、新材料技术中心、快速模具技术中心、快速产品技术中心、产品应用服务中心等7个中心，公司紧随着国内开发制造业的发展新态势，紧贴《中国制造2025》的指导意见，扎根重庆，辐射大西南，放眼全球为各企业带来更多颠覆性的价值。
什么是三维扫描仪?
三维扫描仪(3D scanner)是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质)。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。
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。
三维扫描仪的用途是创建物体几何表面的点云(point cloud)，这些点可用来插补成物体的表面形状，越密集的点云可以创建更精确的模型(这个过程称做三维重建)。若扫描仪能够获取表面颜色，则可进一步在重建的表面上粘贴材质贴图，亦即所谓的材质印射(texture mapping)。
三维扫描仪可类比为照相机，它们的视线范围都呈现圆锥状，信息的搜集皆限定在一定的范围内。两者不同之处在于相机所抓取的是颜色信息，而三维扫描仪测量的是距离。由于测得的结果含有深度信息，因此常以深度视频(depth image)或距离视频(ranged image)称之。
由于三维扫描仪的扫描范围有限，因此常需要变换扫描仪与物体的相对位置或将物体放置于电动转盘(turnable table)上，经过多次的扫描以拼凑物体的完整模型。将多个片面模型集成的技术称做视频配准(image registration)或对齐(alignment)，其中涉及多种三维比对(3D-matching)方法。
02 三维扫描仪的分类
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。
接触式三维扫描仪透过实际触碰物体表面的方式计算深度，如座标测量机(CMM, Coordinate Measuring Machine)即典型的接触式三维扫描仪。此方法相当精确，常被用于工程制造产业，然而因其在扫描过程中必须接触物体，待测物有遭到探针破坏损毁之可能，因此不适用于高价值对象如古文物、遗迹等的重建作业。此外，相较于其他方法接触式扫描需要较长的时间，现今快的座标测量机每秒能完成数百次测量，而光学技术如激光扫描仪运作频率则高达每秒一万至五百万次。
主动式扫描是指将额外的能量投射至物体，借由能量的反射来计算三维空间信息。常见的投射能量有一般的可见光、高能光束、超音波与X射线。
时差测距(time-of-flight，或称'飞时测距')的3D激光扫描仪是一种主动式(active)的扫描仪，其使用激光光探测目标物。图中的光达即是一款以时差测距为主要技术的激光测距仪(laser rangefinder)。此激光测距仪确定仪器到目标物表面距离的方式，是测定仪器所发出的激光脉冲往返一趟的时间换算而得。即仪器发射一个激光光脉冲，激光光打到物体表面后反射，再由仪器内的探测器接收信号，并记录时间。
三角测距3D激光扫描仪，也是属于以激光光去侦测环境情的主动式扫描仪。相对于飞时测距法，三角测距法3D激光扫描仪发射一道激光到待测物上，并利用摄影机查找待测物上的激光光点。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。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。
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。这些扫描仪获得的数据，会被导入电脑中，并由软件转换成3D模型。手持式激光扫描仪，通常还会综合被动式扫描(可见光)获得的数据(如待测物的结构、色彩分布)，建构出更完整的待测物3D模型。

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。