3D扫描仪_应用于大年夜型工件检测的工业摄影测量技能你理解若干？

近年来，制造业朝着高质量、数字化、柔性自动化的方向快速发展，为知足外不雅观都雅简洁和构造高性能等目标，工业产品的产品形状日趋多样，构造设计越来越繁芜，一体化成型制造工艺的采取占比不断增加，这些趋势对工件几何尺寸和形状位置的检测精度、效率提出了越来越高的哀求，尤其在面对中大型工件检测时，由于零件不便移动，现场丈量环境的繁芜性和多尺寸丈量的效率哀求，都对传统的打仗式尺寸丈量装备提出了新寻衅，对采取非打仗式的光学三维扫描丈量仪器，进行高效率全尺寸丈量的需求也日渐增加。

工业拍照丈量是如今较为热门的非打仗式大范围场景丈量技能之一，技能发展成熟，运用领域广泛。
本期“小精鹰微教室”将带大家理解工业拍照丈量技能的发展、用场分类、产品现状和运用方向。

拍照丈量【Photogrammetry】是指利用摄影机或相机组合丈量被摄物体的形状、大小、空间位置的技能，起始于19世纪中叶摄影机的发明和立体视觉的创造。
简而言之，这项技能以拍照为工具，以丈量为目的，从二维图像中提取信息，构建出三维模型。

技能示意图

广义上的拍照丈量技能，按用场可分为：地形拍照丈量、非地形拍照丈量；按摄影机间隔被摄物体的远近可分为：航天拍照丈量、航空拍照丈量、地面拍照丈量、近景拍照丈量、显微拍照丈量等，被广泛运用于地皮资源调查、城市方案、林业、农业、地震勘察、资源环境监测、海洋开拓、国防、建筑、工业、文物、生物医学等领域。

运用示意图

PART 2 工业拍照丈量的发展与现状

工业丈量【Industrial Measurement】是指在工业生产、试验和科研各环节中，为产品的设计、仿照、丈量、放样、仿制、仿真、质量掌握和运动状态，供应丈量技能支撑的一门学科，丈量内容紧张以产品的尺寸、位置、形状等几何量为主。

传统工业丈量设备对付中小型工件(尺寸小于 1m)，紧张采取三坐标丈量仪、枢纽关头臂丈量机、三维扫描仪等丈量设备，基本能知足产品检测和逆向设计的精度哀求。
对付大型工件(尺寸大于 1m)，激光跟踪仪、经纬仪等光学仪器的丈量精度能够知足利用哀求，但其存在丈量速率慢、检测繁琐，人力花费大等痛点。

传统工业丈量产品示意图

为办理这些问题，拍照丈量技能逐渐被运用到工业丈量领域，而在与工业丈量技能相结合用于产品尺寸质量考验、过程掌握中，形成了一个细分研究领域——工业拍照丈量。

传统工业拍照丈量产品紧张是通过在物体的表面及周围放置编码点和标志点，利用高分辨率相机从不同的角度和位置对物体进行拍摄，得到一定数量的照片，然后将拍摄的照片导入到软件中自动打算出编码点和标记点的空间位置信息。
这些文件可导入到三维数据采集软件中，在此根本上进行完全三维尺寸数据的获取。

犹如打算机技能的发展推动了拍照丈量进入数字时期的一样，打算机视觉、仪器仪表、传感器、机器人、人工智能等技能的快速发展，也为工业拍照丈量技能的发展注入了新的活力。
近年来创新方案不断呈现，尤其是高精度三维扫描+工业拍照丈量的结合，以其精准、全面、高效的三维数据获取能力，嵌入工业制造的大尺寸产品开拓设计、质量掌握、智能制造等关键环节，直击运用需求及用户痛点，提升检测效率和准确度，为浩瀚行业产品质量提升与生产自动化改造供应有力支持。

PART 3 三维扫描为什么须要用到拍照丈量？

三维扫描是一种集光、机、电和算法技能于一体的三维立体视觉光学丈量技能，紧张用于对物体空间构造、外不雅观尺寸和色彩纹理进行数据获取，得到物体表面的空间坐标集（点云信息）、色彩信息等。
与工业拍照丈量技能的目的相同，都是将现实环境里的实物立体信息转换为打算性能直接处理的带有精准尺寸信息的数字3D模型。

多线激光三维扫描技能示意图

三维数据是通过标志点、特色或者纹理进行拼接而成。
在拼接过程中，会存在一定的偏差，虽然可以通过各项算法优化，但是在大体积物体（几米-几十米）的扫描中，随着拼接次数增加，精度偏差也会不断累积。

为降落累计偏差，可以将高精度三维扫描和工业拍照丈量技能相结合（在三维扫描中也叫全局拍照丈量），以高精度手持式3D扫描仪高效率获取带标志点的被测零件的密集点云信息，以拍照丈量设备，通过多角度拍摄支配在零件周围的标尺和零件表面的标志点，在软件里形成一个高精度的标志点和编码点框架，两个数据结合利用可掌握大尺寸物体三维扫描的全局精度。

PART 4 不同产品方案的差异比拟

①传统方案：独立工业拍照丈量系统

系统组成

专业相机：相机在拍照丈量系统中紧张起到图像获取的浸染。

丈量标尺：标尺的紧张浸染是掌握采集数据的整体尺寸。

编码点：由一个中央点和周围的环状编码组成，每个点有自己的编号；丈量软件可通过图像剖析出被测物体上编码点的坐标、法向以及编号。

标志点：帮助系统进行匹配和定位,提高扫描的准确性和重修的精度。

丈量软件：用于剖析图像及干系参考点，打算出各个参考点的三维坐标。

高性能便携式电脑

大范围：非打仗式丈量，采集范围从数米到几十米量级，适用于大型或超大型工件的形状尺寸丈量；

高精度：采取高分辨率相机、高精度丈量标尺、磁性编码点，并搭载前辈的软件算法，知足大型工件的高精度丈量需求；

操作大略：利用相机对准被丈量物体进行拍摄即可，没有繁芜的专业操作与设置；

适用性强：设备轻便，不受环境和丈量范围限定，繁芜情形下亦可实行丈量作业；

兼容性强：输出的文件是由标记点和编码点的三维坐标信息构成，可以直接导入主流三维数据采集软件中作为三维扫描的框架点，有效的担保三维扫描仪在扫描大型物体时的精度。

-须要用户环绕大型零件，站在多个角度，定点拍摄大量的多角度照片；

-学习本钱高，须要操作职员具有丰富履历才能担保精度稳定；

-传统拍照丈量系统必须利用编码点，以确定三维空间关系。
但支配编码点过程繁芜，物体越大须要编码点就越多，耗费韶光久。

以先临天远DigiMetric 拍照丈量系统，铸件三维检测为例；

②新型方案：内置式工业拍照丈量系统

方案上风

全局精度掌握：三维扫描设备采取一体化设计，内置拍照丈量功能，一机多用，不受物体形状限定，可高效掌握大型工件三维数据全局精度。
（以先临天远FreeScan UE Pro和FreeScan Trio为例，两款设备分别内置双目与三目拍照丈量功能。
无需利用编码点，即可在拍照丈量模式下高效地获取准确的丈量结果，体积精度高达0.015 mm + 0.02 mm/m。
）

高效稳定易用：采取连续的全角度拍摄，无需选取特定角度定点拍摄，丈量流程大略，纵然是新手，也可拍摄得到全角度的照片，担保稳定的精度水平。

数据实时显示：拍摄结果实时视频流式呈现，可视化程度高，没有拍摄到的角度可实时补充，进一步担保了精度水平。

操作便捷灵巧：环境适应性强，对付超大型、重型工件的拍照丈量，也无需移动至开阔地带。

FreeScan Trio 三目激光手持三维扫描仪、FreeScan UE Pro2 无线高速激光手持三维扫描仪、FreeScan UE Pro 多功能激光手持三维扫描仪

以高精度手持式3D扫描仪更换高分辨率单反相机，集成拍照丈量标尺，无需支配编码点，在强大的算法支撑下，可快速锁定大场景目标框架空间位置，高效掌握大尺寸物体三维扫描的全局精度，是先临天远自主研发的发明专利技能。

全尺寸检测：供应了一种客不雅观、精密的检测工具，通过无损、快速地捕获工具的完全三维数据，进而实现高质、高效的尺寸质量掌握，显著降落了传统丈量办法中因人工操作而产生的偏差和本钱花费。

产品设计开拓：供应高精度三维模型数据参考，助力工程师快速准确地进行产品原型制作、逆向工程、设计验证及迭代优化，缩短产品设计周期，‌提高设计效率和准确性。

赞助智能制造：为数控加工、增材制造、一体化成型、机器人系统等供应准确的事情数据，确保制造过程的精确度和同等性，实现生产效率和良品率的双项提升，助力工厂打造自动化、智能化、柔性化制造产线。

END

先临三维高精度三维扫描+工业拍照丈量技能方案作为一种准确、高效的光学3D丈量办法正深度运用于工业制造领域，可贯穿生产的各个环节，帮助企业加快产品开拓迭代速率，提高生产效率、产品质量，实现风雅化制造。

作为国家级制造业单项冠军企业，先临三维旗下产品形态专业细分，拥有包括手持式激光三维扫描仪、跟踪式三维扫描仪、固定式蓝光三维扫描仪、多功能手持3D扫描仪、双光源手持3D扫描仪等多种高精度光学全尺寸三维丈量设备，为用户供应适用不同尺寸、不同场景的高精度工业3D扫描方案。
公司以技能创新为引领，产品精度为根基，运用深度为支点，持续聚焦高精度三维视觉技能的研发与运用，为推进新型工业化、加快培植制造强国贡献力量！