地平线上的无绳3D扫描

在专业3D扫描中平衡准确性,重量和便携性。

Creaform的HandySCAN 3D,一种用于手持设备的计量级扫描仪。图片由Creaform提供。


通常,您希望手持设备是便携式和移动的。但是,对于专业3D扫描仪,这种可移植性存在一些限制。许多扫描仪都要求您在扫描操作期间将设备保持连接至功能强大的计算机。该设备依靠计算机的处理能力将部分扫描的图像对齐为一个整体。它还借用计算机的显示屏来显示扫描进度,扫描质量和其他提示。

如果您需要扫描较小的物体或可以轻松地重新放置的物体,则电源线并不是主要障碍。但是,如果您需要扫描无法从陈列室中取出的经典汽车,狭窄角落中的重型机械或永久固定在公园中的雕像,则系留式扫描仪和随附的计算机可能需要一些技巧和解决方法。

“对无线扫描仪的要求经常到来,”扫描和测量设备开发商Creaform的产品经理FrançoisLeclerc说。

Creaform的HandySCAN 3D,一种用于手持设备的计量级扫描仪。图片由Creaform提供。 Creaform的HandySCAN 3D,一种用于手持设备的计量级扫描仪。 图片由Creaform提供。

Hexagon制造智能(MI)部门产品经理Joel Martin表示:“业界确实需要无线扫描仪。”

在消费者和生产者领域,最近出现了一些无线扫描仪。但是,使用计量级或专业级扫描仪进行检查时,一些供应商表示,目前无绳电话的要求可能会对扫描仪的功能,重量和成本造成太大的折衷。

逆向工程与检验

3D扫描可分为两个不同的工作流程:逆向工程和检查。通过逆向工程,用户可以扫描对象以数字方式捕获其形状,从而可以对其进行修改,改进和复制。想要创建模仿自然物体或生物的物体的艺术家可以采用这种方法。需要制造没有数字记录的传统组件的工程师,以及需要虚拟检查现有站点或结构以寻求改进方案的建筑师。具有DIY(自己动手做)项目的制造商,黑客和修补匠也采用这种方法。因此,该细分市场中的用户群正在迅速增长,广泛的价格范围和选择反映了这一点。

 图片由Artec 3D提供。 不带计算机附件,无线Leo可让您将设备携带到狭窄的角落,且空间有限。 图片由Artec 3D提供。

通过检查,用户通常使用专业的,计量级的扫描仪来捕获对象的形状,以验证其对原始概念的真实性或与原始概念的偏差。例如,航空航天和汽车工程师使用这种方法来确保所制造的零件和组件与2D和3D CAD文件中记录的原始设计规格相匹配。检查所需的精度通常比逆向工程或简单数字化所需的精度高得多。这种口径的扫描仪通常比消费者和专业市场上的扫描仪价格更高。

准确吗?

扫描仪通常通过向目标物体发射光束图案并收集反弹回来的光束来工作。根据目标曲率导致的图案变形,扫描仪(准确地说是扫描仪随附的软件)可以在点云中重建对象的3D几何形状。

“如果您是修补匠,并且只想捕捉某些形状,那么消费级扫描仪就可以了。但是,如果您在航空航天领域,并且想要确保所安装的组件适合安装在紧密的组件中,则需要更多的东西。” Leclerc说。 “通常,扫描仪会在点云中捕获目标的形状,然后将其转换为STL(STereoLithography格式)。我们的扫描仪可以实时构建表面模型。”

借助3D扫描仪,该软件起着重要作用,可帮助您将来自不同扫描的数据组合成一个模型。这里显示的是Creaform的VX Elements软件。图片由Creaform提供。 借助3D扫描仪,该软件起着重要作用,可帮助您将来自不同扫描的数据组合成一个模型。这里显示的是Creaform的VX Elements软件。 图片由Creaform提供。

“消费级扫描仪非常适合想要扫描其面部或身体并3D打印化身的人。对于那些想要捕获现实世界的结构并将其重新用作游戏环境的人来说,它们也很好用。” “但是,计量级是您用来测量客机中碳复合材料零件的工具。在这里,您不仅需要零件的一般形状,而且还希望将零件的所有精细细节(例如孔,槽,边线和切割线)数字化。这是您希望事物高度准确而不是合理准确的地方。”

Creaform提供了许多手持式扫描仪:Go!SCAN 3D(0.9千克,2.05磅),HandySCAN 3D(0.85千克,1.9磅)和MetraSCAN 3D(1.38千克,3磅)。起价为25,000美元。 Go!SCAN 3D的精度高达0.1毫米(0.004英寸),这基本上比人的头发还细。 HandySCAN 3D的精度高达0.04毫米(0.0016英寸)。 MetraSCAN 3D的精度高达0.030毫米(0.0012英寸)。

它们带有公司的VXmodel软件,其中包括网格编辑,扫描数据对齐,表面生成和CAD传输工具。 Leclerc认为,在这三款产品中,Go!SCAN 3D被认为是专业工作的入门级设备。

Hexagon的MI部门提供了许多便携式扫描仪,包括Leica T-Scan 5和Leica Absolute Scanner。该硬件可与Hexagon的PCD-MIS(用于测量),SpatialAnalyzer(用于扫描数据对齐和偏差分析)和3DReshaper(用于点云处理)软件产品一起使用。

无绳

使Artec 3D手持扫描仪Leo比其前任产品更好的原因不是添加的东西,而是缺少的东西:电源线。该公司以前的手持式扫描仪Eva和Spider可与连接到PC的电缆一起使用。狮子座是第一个抛弃绳子的人。

Artec 3D跨越了几个不同的市场。它迎合了工业设计和制造,医疗保健和艺术领域。它还运营化身打印服务“ Shapify Me”。该公司在三月份由GPU(图形处理单元)制造商NVIDIA主持的新闻发布会上发布了Leo。 “ Artec Leo体现了3D扫描行业的下一波潮流,” Artec 3D总裁兼首席执行官Artyom Yukhin说。 “我们的目标是使专业3D扫描像拍摄任何行业的视频一样容易,而Artec Leo是实现该目标的下一个重大步骤。”

Leo具有内置的触摸屏。 NVIDIA Jetson充当扫描仪的内部计算机。它具有四核ARM Cortex CPU和具有256个NVIDIA CUDA内核的NVIDIA Maxwell GPU。它带有触摸屏显示器,也可以无线镜像到另一个PC屏幕。扫描的数据保存在256GB固态驱动器上。因此,您可以先在设备上完成扫描会话,然后再将数据卸载到办公室的PC或服务器上。您可以选择使用microSD卡扩展存储。

“ Leo可以无线扫描并可视化船上流程的事实是真正的优势,” Artec 3D首席业务开发官Andrei Vakulenko说。 “通过板载屏幕,您可以立即查看要扫描的对象的哪个部分,同时确保将设备与对象保持正确的距离。在此之前,使用手持式3D扫描仪有点像将摄像机对准目标,而不是通过取景器看,而是拿着另一台设备来观察目标-所有这些都是在目标周围行走。使用未嵌入扫描仪中的单独屏幕需要大量协调,这远非直观。使用Leo,扫描过程变得更加简单,因此也更快。内置屏幕还意味着您无需单手进行3D扫描,因此您可以用两只手减轻体重带来的疲劳。”

Leo与Artec Studio 12软件一起使用,用于扫描处理软件。该程序包括自动驾驶模式,该模式可指导初学者进行扫描过程。版本12允许直接导出到Geomagic Design X和SOLIDWORKS 3D CAD程序。狮子座重1.8千克(4磅)。其3D点精度高达0.1毫米。起价为25,000美元。

机动性的增加

使扫描仪变得无绳意味着增加了一个内置电源,足够的处理CPU和GPU能力以本地对齐所采集的数据以及一个小屏幕来监视扫描进度。所有这些都增加了装置的重量,这在常规,长期使用中具有人体工程学意义。

马丁说:“如果操作员必须手持扫描仪超过5或10分钟,或者每天要扫描4到6个小时,那么设备的重量就会成为障碍。” “我们正在研究开发无绳扫描仪。我们在R中做了大量工作&D减少我们产品的多余重量。但是,一旦我们添加电池,它就会变重。光子输出,光子后退操作确实限制了计量级扫描仪的便携性。”

Artec 3D的无线Leo重量为4磅,几乎是Creaform的Go!SCAN 3D(2.5磅)或Hexagon MI的Leica绝对扫描仪(2磅)的两倍。对于长时间使用(例如,扫描车辆或飞机),增加的重量可能会导致用户更快疲劳。 Leo的精度高达0.1毫米,与Creaform的Go!SCAN 3D相同。

“在计量级扫描仪中,摄像机以约60 FPS(每秒帧)的速度工作。有很多数据要传输。而且电线比Wi-Fi信号更可靠。” Leclerc说。 “这就是我们现在使用电源线供电的原因,这就是扫描仪不需要电池组进行操作的原因。”在某些Creaform扫描仪中,启用了Wi-Fi的远程屏幕选项可让您将屏幕投影到移动平板电脑上,从而尽管设置了系留装置,但仍具有一定的移动性。

模糊线

扫描仪技术,例如电池,显示器和移动处理器,“正朝着正确的方向前进,步伐迅猛”,马丁指出。因此,目前尚不可行的轻型,无线计量级扫描仪可能很快就会出现。

如果3D打印中设置的优先级指示3D扫描可能发生的情况,我们可能很快就会看到消费者和专业领域之间的页边距模糊。马丁说:“当两个市场融合在一起时,您将开始看到真正有趣的产品。”

更多信息:

Artec 3D

Creaform

六角制造智能

羞辱我

笔记: 本文的某些部分以前作为标题为Blog的文章出现“Artec 3D的手持式扫描仪Leo:最后,您可以自由漫游.”

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