三维扫描仪

三维扫描仪的工作原理三维扫描仪的工作原理主要基于光测、声学、磁学、电学等不同的物理原理，大体可分为接触式和非接触式两种类型1。接触式三维扫描仪接触式三维扫描仪是通过探头直接接触物体表面来获取物体的三维坐标。其原理是利用探头上的传感器逐点测量物体的表面形状，进而构建出物体的三维模型。例如在工业制造领域，对于一些精密机械零件的测量，接触式三维扫描仪可以地探测到零件表面每一个点的坐标信息。在文物修复方面，当修复一些小型、形状复杂且对精度要求极高的文物时，接触式三维扫描仪能够准确测量文物表面的细微之处，为修复工作提供的数据支持。这种扫描仪的优点是测量精度高、稳定性好，适用于对精度要求较高的领域。不过，它也存在一些局限性，比如测量费用相对较高；探头容易磨损，需要定期更换探头；测量速度比较慢；检测一些内部元件有先天的限制，欲求得物体真实外形则需要对探头半径进行补偿，可能会导致修正误差的问题；接触探头在测量时，接触探头的力将使探头部分与被测件之间发生局部变形而影响测量值的实际读数；由于探头触发机构的惯性及时间延迟而使探头产生超越现象，趋近速度会产生动态误差1。非接触式三维扫描仪非接触式三维扫描仪采用非直接接触的方式进行测量，常见的如结构光扫描、激光雷达扫描等。其原理是将光束投射到物体表面，利用物体表面的光线反射、透射或干涉产生的图像信息，再结合相机的位置、角度等信息，计算出物体的三维坐标。例如在动画制作中，需要创建虚拟的三维场景和角色，非接触式三维扫描仪可以快速地对演员或者实物模型进行扫描，获取其三维数据用于动画制作。在人体扫描领域，它可以在不接触人体的情况下快速获取人体的三维模型，用于医疗、健身、服装设计等多个方面。这种扫描仪的优点是测量速度快、对环境影响小，适用于对精度要求不高的领域。非接触式三维扫描仪又可细分为多种类型，如基于激光扫描测量、结构光扫描测量和工业CT等的扫描仪，分别代表市面上主流的三维激光扫描仪、照相式三维扫描仪和CT断层扫描仪等。其中，三维激光扫描仪可以达到5000-10000点/秒的速度，而照相式三维扫描仪采用面光，速度更是达到几秒钟百万个测量点，适用于实时扫描和工业检测等场景1。

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