Amidst the continuous emergence of innovative technologies, the demand for presenting real-world objects in 3D is on the rise, particularly in the realms of 기계 비전 그리고 3D 시각화, 정확하고 적응 형 3D 캡처 기능이 없어서는 안될 경우.
3D 스캐닝은 물체의 표면 및 물리적 치수를 추출하는 방법으로 사용되며, 이후 디지털 형태로 나타납니다. 이 데이터는 x, y 및 z 좌표를 통해 물체의 외부 표면을 묘사하는 포인트 구름 형태로 수집됩니다. 3D 스캐닝 데이터의 깊이 분석을 통해 표면적, 볼륨, 모양, 윤곽 및 스캔 된 물체의 기능 크기를 포함한 중요한 정보를 결정할 수 있습니다.
3D 측정을 실행하려면 프로브를 사용하여 물체 표면의 각 지점까지의 거리를 측정합니다. 이론적 으로이 프로브는 촉각 (물리적 접촉) 프로브의 형태를 취할 수 있습니다. 그러나 수많은 응용 분야에서 비 접촉 측정이 필요하다는 점을 고려할 때, 광학 기술은 관심있는 물체를 탐지하기 위해 빛에만 의존함으로써 실행 가능한 솔루션을 제공합니다.
3D 스캐닝에서 광학적 방법으로 사용되는 구조화 된 빛은 특정 시퀀스에서 측정하에있는 물체에 세 심하게 설계된 조명 패턴을 투영함으로써 기능합니다. 이 과정에서 프로젝터로부터 알려진 거리에 위치한 카메라는 동시에 조명 된 물체의 이미지 시퀀스를 캡처합니다.
캡처 된 이미지는 교정에 사용 된 평평한 기준 표면과 관련하여 스캔되는 표면 형상에 기초하여 왜곡을 겪습니다. 기하학적 삼각 측량의 원리를 활용하면 스캔 한 물체 표면의 각 지점에 대한 XYZ 좌표를 계산할 수 있습니다. 그런 다음 결과 포인트 클라우드 데이터를 사용하여 스캔 한 물체 표면의 상세한 3D 모델을 구성합니다.
구조화 된 라이트 스캐닝은 단일 광원을 사용하여 하나 이상의 카메라에 의해 동시에 추적됩니다. 이는 레이저 스캐너와 다르며, 이는 개별 레이저가 순차적으로 물체에 가리키는 것을 방출합니다. 구조화 된 광 3D 스캐닝의 기초는 수십 년 동안 존재 해 왔지만 초기 모델은 종종 초보적 인 특성, 부피, 높은 비용 및 유용성 문제로 특징 지어졌습니다.
그러나 1990 년대 후반에 컴퓨터 및 카메라 기술의 발전으로 인해 소규모 연구 이니셔티브, 상업 기업 및 캐주얼 사용자에게 더 실용적이고 적합한 구조화 된 조명 3D가 렌더링되었습니다. 이 기술의 진화는 스캔 정밀도를 향상시킬뿐만 아니라 장비의 친근감을 향상시켜 다양한 분야에서 널리 적용 가능한 구조화 된 Light Scanning 기술에 대한 새로운 가능성을 잠금 해제합니다.
구조화 된 조명 3D 스캐닝은 어떻게 작동합니까?
구조화 된 광 3D 스캐닝의 기능은 광학 기술을 사용하여 일련의 균일 한 강렬한 빔을 투사하여 측정중인 물체를 순차적으로 조명합니다. 단일 빔은 뚜렷한 특징의 깊이를 캡처하지 않기 때문에 물체의 3D 스캔에 불충분 한 것으로 판명됩니다. 이러한 제한을 해결하기 위해, 구조화 된 경사는 번갈아 가벼운 그라디언트 줄무늬와의 투영을 포함하는 복잡한 교정 패턴을 사용합니다. 이 설계를 통해 카메라는 관찰 된 패턴 내에서 다양한 깊이 값을 구별하여보다 정확한 3D 모델의 생성을 용이하게합니다.
두 가지 방법은 이러한 프린지 패턴을 생성합니다. 두 개의 레이저 빔 전면의 교차점 또는 디지털 공간 광 변조기를 통과하는 단일 광원의 사용. 두 방법 모두 규칙적이고 균등 한 간격의 빛을 산출합니다. 대부분의 구조화 된 빛 스캐닝은 전통적으로 백색광을 사용하지만, 우수한 정확도와 반사 및 투명성의 영향을 완화 할 수있는 능력으로 인해 청색광의 채택이 표준이되고 있습니다.
The generation of 3D 모델 구조화 된 경계를 통해 3D 스캐닝 플랫폼의 기능에 종종 통합되는 정교한 위상 풀 랩핑 알고리즘이 필요합니다. 결과의 품질은 결과 모델의 정확도에 중추적입니다. 광학 분해능은 빛의 파장에 의해 제한된 스트라이프 너비와 광학 품질에 의존합니다. 위상 - 시프트 방법은 약간 이동 된 프린지의 여러 샷을 캡처하여 해상도를 향상시킵니다. 현재 -의 날 광학 스트라이프 패턴 프로파일 측정법은 1 미크론 또는 스트라이프 너비의 약 1/10을 능가하는 빛의 파장까지 상세한 해상도를 지원합니다. 수평 정확도 측면에서 보간은 신뢰할 수있는 높이 해상도와 정확도를 1/50 픽셀로 보장합니다.
구조화 된 조명 3D 스캐닝의 장단점
구조화 된 조명 3D 스캔은 다양한 장점으로 눈에 띄며, 다양한 분야에서 전 세계 사용자에게 선호되는 기술로 자체적으로 위치합니다. 구조화 된 경계 스캐닝의 주요 강점과 다양한 응용 분야에서의 중요한 영향을 살펴 보겠습니다.
비 - 접촉 측정
Structured light scanning excels in capturing a wide array of objects comprehensively. In contrast to contact measurement methods like 측정 기계를 조정하십시오 (CMM) 또는 대상 사진 측정법은 고유 한 유물, 박물관 조각 또는 높은 - 값 수집에 실용적이지 않으며 구조화 된 경계는 밀리미터 정확도를 사용한 비 - 접촉 측정을 용이하게합니다. 이로 인해 손상의 위험이 줄어들어 민감한 시나리오에서 가치있는 선택이됩니다.
고속 - 속도 스캔
탁월한 속도로 유명한 구조화 된 조명 3D 스캐너는 전통적인 사진 측량, CMM 머신 또는 수동 측정 도구를 능가합니다. 이 스캐너는 단 1 시간에서 2 시간 만에 작업을 완료하면 특히 동적 및 시간에 민감한 환경에서 작업 효율성을 크게 향상시킵니다.
우수한 정확도
구조화 된 빛은 높은 정밀 3D 스캐닝을 보장합니다. 캘리퍼 및 통치자와 같은 전통적인 측정 방법을 넘어서서 모든 각도에서 전체 물체 나 장면을 포착하여 포괄적 인 데이터를 제공합니다. 이것은 단지 개별 점과 표면의 선형 확장을 캡처하는 한계를 능가하는 복잡한 물체를 측정하는 데 특히 중요합니다.
절대 안전
구조화 된 조명은 의료 분야에서 오랫동안 안전하고 안전한 실적을 가지고 있습니다. 광범위한 테스트 및 의료 승인은 병원, 학교 및 기업을 포함한 다양한 환경에서 안전을 확인합니다. 시력 손상의 잠재적 위험을 초래하거나 스캔을 위해 방사선을 사용하는 특정 레이저 스캐너와 달리, 구조화 된 라이트 스캐너는 무해하고 효과적인 대안을 제공합니다.
그러나 구조화 된 Light Scanning은 그림자가있는 물체를 스캔하거나 여러 광원이있는 영역과 같은 환경 적 요인에 대한 감도를 포함하여 문제가 발생합니다. 또한 투명 또는 반사 재료와의 과제에 직면하여 결과 모델에서 세부 사항이 상실 될 수 있습니다. 이러한 과제를 해결하려면 정확하고 신뢰할 수있는 스캔 결과를 보장하기 위해 전문화 된 처리 및 치료가 필요합니다.
구조화 된 조명 3D 스캔 : 다양한 산업 분야의 다목적 응용
구조화 된 Light Scanning Technology의 광범위한 응용 프로그램은 전통적인 분야를 넘어 확장되어 적응성과 다양성을 보여줍니다.
물체의 역 공학
Structured light 3D scanning plays a pivotal role in 역 엔지니어링, 실제 - 세계 객체를 디지털 모델로 변환합니다. 이는 제조 분야의 컴퓨터 - AIDED 설계 (CAD) 데이터 생성에 특히 중요하며 제품 설계 및 개발 프로세스를 크게 신속하게하십시오.
문화 및 역사적 유물의 기록
Structured light scanning finds increasing significance in 문화 유물 보호 그리고 문화 유산의 보존. 높은 정밀 스캔을 통해 문화적 유물에 대한 복잡한 세부 사항을 정확하게 기록하여 복원, 연구 및 디지털 보존 노력을 지원할 수 있습니다.
증강 현실 게임을위한 모션 및 환경 캡처
게임 개발은 체계적인 조명 3D 스캔을 활용하여 플레이어 움직임과 환경을 포착하여 증강 현실 게임 경험의 현실감과 몰입을 향상시킵니다.
패션 소매에 대한 신체 측정
Within the fashion industry, structured light scanning facilitates accurate 신체 측정. 이를 통해 고객은 자신의 몸 모양에 가장 적합한 의류를 찾아 전반적인 쇼핑 경험을 높이는 데 도움이됩니다.
자동차 산업
자동차 부문에서 구조화 된 조명 3D 스캔은 프로토 타이핑, 설계 및 품질 관리에 광범위하게 사용됩니다. 제조업체는 부품과 어셈블리를 스캔하여 엄격한 사양을 충족시키고 정확하게 함께 맞도록합니다. 이 기술은 리버스 엔지니어링 구성 요소, 특히 원래 CAD 데이터를 사용할 수 없거나 애프터 마켓 제품에 수정이 필요한 경우에 중요합니다.
구조화 된 조명 기술이 계속 발전함에 따라, 응용 프로그램은 확장되어 더 흥미롭고 혁신적인 가능성을 잠금 해제 할 준비가되어 있습니다. 앞으로 구조화 된 Light 3D 스캐닝은 다양한 산업 분야의 표준 도구가 될 것으로 예상되며, 더 광범위한 사용자에게 실용적인 디지털 솔루션을 제공합니다.
구조화 된 조명 3D 스캐닝 대 레이저 3D 스캐닝
구조화 된 Light 3D 스캐닝은 다양한 응용 분야에서 미틀을 입증했지만, 정밀, 속도 및 안전을 제공하는 3D 디지털화 영역의 또 다른 기술적 경이는 레이저 스캐닝입니다. 레이저 3D 스캐닝 또는 레이저 삼각 측량은 뚜렷한 접근 방식을 제시하여 레이저 기술의 힘을 활용하여 물리적 세계를 비교할 수없는 세부 사항으로 포착합니다.
패턴 화등의 투영에 의존하는 구조화 된 경사와 달리 레이저 스캐닝은 단일 레이저 포인트와 물체 표면의 상호 작용에 중점을 둡니다. 이 방법은 정밀, 해상도 또는 속도가 가장 중요한 특정 응용 프로그램에 맞게 조정 된 고유 한 장점과 과제 세트를 제공합니다.
레이저 3D 스캔의 장점
높은 정밀도 및 해상도: 레이저 3D 스캐너는 Scantech와 같은 높은 정밀도 및 해상도로 유명합니다. KSCAN - 매직 핸드 헬드 3D 스캐너, 객체의 미세한 세부 사항조차 캡처 할 수 있습니다. 이로 인해 세심한 세부 사항과 정확성이 필요한 응용 프로그램에 이상적입니다.
재료 호환성의 다양성 : 레이저 스캐너는 구조화 된 라이트 스캐너에 비해 다른 표면 유형 및 색상에 대한 민감도가 적습니다. 그들은 금속, 어둡거나 반짝이는 표면을 효율적으로 스캔 할 수 있으며, 이는 구조화 된 가벼운 스캐너에게 어려움을 겪을 수 있습니다.
다양한 조명 조건에서 강력합니다: 레이저 스캐너는 주변 조명 조건에 덜 취약하므로 실내 또는 실외에서 다양한 환경에서 일관된 성능을 제공 할 수 있습니다.
긴 - 범위 스캐닝 기능: Certain laser scanners, like TrackScan - Sharp 3D 시스템, 긴 범위 스캐닝을 위해 설계되었으며, 멀리서 큰 구조물이나 환경을 정확하게 캡처 할 수 있습니다. 이것은 특히 건축, 건축 및 대규모 산업 응용 분야에서 유리합니다.
구조화 된 조명 3D 스캐닝은 새로운 디지털 솔루션 시대를 방출합니다.
구조화 된 조명 3D 스캐닝 기술은 객체와 장면을 캡처하는 데 빠르고 사용자 - 친숙하고 정확하며 매우 효과적인 방법으로 나타납니다. 의료, 제조 및 문화 유산 분야의 광범위한 응용 분야는 디지털 솔루션으로서 필수적인 역할을 강조합니다. 점점 더 많은 학교, 대학 및 산업이 3D 스캐닝 기술을 통합함에 따라 구조화 된 Light 3D 스캔의 미래는 유망한 것으로 보이며 다양한 산업 전반에 걸쳐 발전을 촉진합니다. 이 기술은 수많은 부문의 환경을 형성하여 성장과 혁신에 기여할 준비가되어 있습니다.
