Что такое лазерное 3D-сканирование?

Что такое лазерное 3D-сканирование?

Проще говоря, лазерное 3D-сканирование — это процесс получения точной 3D-информации с любого объекта или окружающей среды с использованием лазера в качестве источника света. Технология использует лазерные лучи для измерения расстояния до поверхности и создания сверхреалистичных 3D-моделей объектов, мест и обширных ландшафтов. Лазерное 3D-сканирование — популярный инструмент инженерии, строительства и архитектуры, обычно используемый для документирования и оценки состояния различных конструкций.

Лазерные 3D-сканеры используют LiDAR (обнаружение света и определение дальности), проецируя лазерный свет на объект для записи и измерения точных местоположений и расстояний. Создавая файл облака точек, сканеры предоставляют цифровые данные, бесценные в бесчисленных приложениях: от обратного проектирования и проверки качества до сохранения наследия и криминалистики. Что делает эту технологию еще более популярной, так это то, что современные лазерные сканеры портативны, безопасны, просты в использовании и имеют точность до миллиметров.

Как работает лазерное 3D-сканирование?

Принцип работы лазерного сканера сводится к излучению световых импульсов на высоких скоростях, которые отражаются от объектов и возвращаются к датчику сканера (LiDAR). Для каждого импульса расстояние между сканером и объектом измеряется путем расчета времени, прошедшего между отправленными и полученными импульсами. Каждая точка данных преобразуется в пиксель с известными координатами x, y и z.

Рабочий процесс сканера LiDAR можно разбить на следующие этапы:

1. Лазерное излучение: сканер проецирует лазерные лучи на объект, обычно в виде быстрых коротких импульсов инфракрасного спектра, невидимых для человеческого глаза.

2. Отражение импульса: когда лазерные импульсы попадают на объект, они отражаются обратно к сканеру. Характеристики поверхности объекта, такие как его цвет, текстура и отражательная способность, влияют на то, как лазерный луч возвращается в сканер.

3. Измерение времени прохождения: сканер измеряет время, необходимое каждому импульсу для прохождения от устройства к объекту и обратно. Затем это время преобразуется в метрические измерения с использованием скорости света.

4. Создание облака точек: вычисляя расстояния до нескольких точек на поверхности объекта, сканер создает плотный набор точек данных, известный как облако точек. Каждая точка представляет собой трехмерное местоположение в пространстве.

5. Обработка данных: облако точек преобразуется в подробную 3D-модель или карту, которая воспроизводит сканируемую среду. Эти данные можно редактировать, анализировать и использовать для создания водонепроницаемых 3D-моделей.

Триангуляционные 3D-сканеры

Лазерный 3D-сканер использует одну из трех технологий измерения: время пролета, фазовый сдвиг или триангуляцию. Времяпролетные сканеры рассчитывают время, необходимое лазерному импульсу для отражения обратно в сканер, а устройства с фазовым сдвигом измеряют расстояния, сравнивая модели модулированных световых волн. Триангуляционные сканеры, идеально подходящие для измерений на малых расстояниях, используют тригонометрию для определения расстояний путем формирования треугольника между лазерным источником, объектом и датчиком, что делает их пригодными для захвата объектов малого и среднего размера.

Лазерные сканеры на основе триангуляции работают, излучая лазерный свет на объект и улавливая отраженный свет с помощью встроенного датчика камеры. Система рассчитывает расстояние до объекта с помощью тригонометрической триангуляции, образуя треугольник между лазерным источником, датчиком и отраженной целью на поверхности объекта. Триангуляционные сканеры, которые обычно используются на небольшом расстоянии (менее 5 метров), превосходно фиксируют объекты малого и среднего размера, от 1 см до примерно 2-3 метров.

Компания BU-Laser предлагает следующие модели лазеров, которые можно использовать для 3D-сканера.

1. Одиночный лазерный модуль с прямой линией.

2. Одноканальный лазерный модуль для проецирования сетки/структурированной точечной матрицы (используйте фокусирующую линзу +DOE).

3. Одноканальный лазерный модуль для проецирования многолинейного рисунка с помощью ДОЭ (используйте фокусную линзу + ДОЭ).

4. Одноканальный лазерный модуль для проецирования параллельных многолинейных лазерных лучей (используйте линейную линзу Пауэлла + DOE).

5. Многоканальный лазерный модуль для проецирования пересекающихся и параллельных многолинейных лазерных лучей (используйте линейную линзу Пауэлла + DOE). . Для текущего стандартного модуля клиент может выбрать одну линию, 3 линии, 7 линий, 13 линий, 21 линию, 25 линий, 49 линий.

Все вышеперечисленные лазеры могут быть настроены с длиной волны 375–980 нм, различной мощностью, размером корпуса и т. д. Чтобы узнать больше, свяжитесь с нами по адресу song@bu-laser.com.