三维扫描仪的测量方法分类
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发布时间：2022-04-23 17:49
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时间：2023-10-11 17:31
时差测距，或称'飞时测距'的3D激光扫描仪是一种主动式的扫描仪，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。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。由于光速 为一已知条件，光信号往返一趟的时间即可换算为信号所行走的距离，此距离又为仪器到物体表面距离的两倍，故若令 为光信号往返一趟的时间，则光信号行走的距离等于。显而易见的，时差测距式的3D激光扫描仪，其量测精度受到我们能多准确地量测时间 ，因为大约 3.3 皮秒；微微秒）的时间，光信号就走了 1 公厘。
激光测距仪每发一个激光信号只能测量单一点到仪器的距离。因此，扫描仪若要扫描完整的视野(field of view)，就必须使每个激光信号以不同的角度发射。而此款激光测距仪即可通过本身的水平旋转或系统内部的旋转镜(rotating mirrors)达成此目的。旋转镜由于较轻便、可快速环转扫描、且精度较高，是较广泛应用的方式。典型时差测距式的激光扫描仪，每秒约可量测10,000到100,000个目标点。 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。通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，人们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。
手持激光扫描仪通过上述的三角形测距法建构出3D图形：通过手持式设备，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 位置传感组件）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参考点－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。 个别厂商为了不当竞争目的，有时把结构光的三种具体形式（激光点，激光线，结构光栅）的扫描仪区分为一、二、三代。造成许多用户认识和选型上的误导和歧义。这是故意而为的错误，是严重的不当竞争和非法行为。
结构光的三种具体形式（激光点，激光线，结构光栅），其发展的主要目的，是针对不同的用途和不同的精度等级及工作效率的需求，而开发的产品。其使用和目的均有各自得市场，但随科技的发展，这几种产品，在用途上均会有部分交集的地方。比如，目前，国外百万左右的照相式扫描仪，也可以提供橄榄核级的细节精密测量。这就覆盖激光点线扫描仪的一些市场。 再如，国外高精密的激光线扫描仪，目前测量精度可到0.01微米。国内现在激光线扫描仪，其精度也可以做到0.05微米。那么，激光点扫描仪和激光线扫描仪相比，在精度上也没有了明显优势。但，显然，激光点，线扫描仪的市场与结构光栅扫描仪的市场，还是有明显区别的。这个区别就是通常在精度上，相差10倍或更多。
我们在选型和区分上。重点看的就是实际精度。这个是第一指标。举例：个别厂商，在销售上误导客户，客户需要测量皮纹，确买了一台照相式扫描仪。结果造成实际根本不能用。 扫描仪厂牌不同，型号不同。结构形式不同。其必然有其优势和劣势的地方。所以其测量精度等级各有不同。用户选型时，除了看标注的精度参数之外，还要通过实测产品样件，来获得正确评价。并且一般需要把精度指标写入合同中，以避免不法厂商的欺骗行为。
