9.1.1 逆向建模（1）在线视频

各位朋友大家好

我是北京意诺佳科技的宗保晖

意诺佳科技是成立于2010年

到今年已经大概十年了

主要就是在做三维逆向 三维扫描和

建模设计方面的工作

我个人在这个行业从事了大概

15年到20年左右这种经历

一直都在从事这方面的工作

所以呢 那个老师请我过来

对这方面的

技术做一些分享

逆向建模 我们常用的就是三维扫描

还有图形处理

三维扫描是什么三维扫描从哪里来的

还有三维扫描的一些应用

这是我们下面主要讲一些内容

三维扫描呢就是通过光机电

技术

一体的一种高新技术

它主要应用于物体的空间的外形

结构和它的

彩色的纹理

以及物体的空间的位置坐标

他主要是把实物的立体数据

获取到计算机里面

变成他的三维数字信息

让产品的数字化

提供了最便捷的方式

三维扫描我们以前从

我们最常见的分类 就是

按照扫描的

产品的大小距离分为

远景扫描 或者长距离扫描

和近距扫描 也就是近距离扫描

长距的扫描 也就是地面扫描仪

机载扫描仪

和星载扫描仪

大概分这三种

短距离扫描 我们一般就是按照

光源分类 激光扫描仪

和结构光扫描仪

最近出来一种紫外光扫描仪

它其实原理基本上都是

GPS三角定位法

近景扫描仪 他除了三角定位法以外

还有一个差值向外法

来获取物体的三维数据

我主要工作还是以近景扫描为主

最早使用三维扫描的是汽车行业

所以呢 可能是德国宝马的一些工程师

他们最早使用了这种三维扫描技术

后来那个公司大概从宝马公司

单独分离出来

专门做三维扫描的这么一个公司

先简单介绍一下远景三维扫描的

技术和应用

把远景三维扫描我们叫做俗称的

叫做激光雷达或者三维激光扫描

它包括激光测距系统和激光扫描系统

它呢是集成了CCD就是相机

在仪器内和一些矫正系统等等

通过两个同步的反射镜

快速有序的旋转

它反射棱镜在不停的旋转

将激光脉冲发射到我所测量的物体上

然后那个激光测量的脉冲

从发出的物体表面再返回到

我们的CCD就是镜头上

这样的就是有序的发射返回

这样的 我们就可以通过

电脑的计算就获取到了物体的大约数据

远景三维扫描的点呢 就是

我们扫描的时候和物体所在的

位置没有太大关系 就是

无论是在阳光下或者是在黑天

都可以正常的使用

这只能是远景扫描

近景扫描是不具备这种特点的

他输出的x y z的坐标

他的密度大概是在

几个毫米左右一个点

远景扫描的距离可以设置到

可以设置到几米几十米甚至上百米

都可以扫描

大概他每秒获取

几十万个点 这是地面扫描

然后还有机载扫描

就是把三维扫描镜头放在无人机

或者是预警机上在空中进行扫描

还有一个就是我们常用的 就是那种

把扫描头放在小推车上

可以近距离在屋里进行扫描

这是我们公司自己用的这种

就是法罗的这种激光远距离扫描仪

他这种扫描仪应该说是

占有率比较高嘛 虽然不是精度

最好的 但是它的国内占有率是比较高的

这个有一段视频

就是法罗扫描仪在工作的时候

的工作状态

和他工作出来的结果

嗯 大概有那么3-5分钟左右的时间

Welcome to the video guide for your FARO

Focus 3D Laser scanner

We're at Schloss Favodita

in Ludwig's book The castle built in 1717

by the Duke of Rottenberg

Our task is to fully document this baroque royal palace

in three dimensions

The building is characterized by

among other things

a variety of sculptures integrated in the facade

as well as richness of detail in the design of the roof

With conventional methods

it would take a lot of effort to measure this building

The new FARO Focus 3D laser scanner is the ideal tool

for solving such complex measurement tasks

The measuring instrument creates photo realistic

three dimensional images of real world objects

The rotating laser of the scanner surveys touches

in the truest sense of the word its surroundings

The laser beam is used to measure the distance to the object

and together with the device's rotation angle

data determines the coordinates in space

Several million of such D coordinates result

in a complete three dimensional impression of the surroundings

But the FARO laser scanner is more than

just a professional measuring instrument

In addition to its compact dimensions

easy transportation and set up

it's characterized by a very intuitive and easy to understand

operating concept

The integrated digital camera also takes photo

realistic color scans

All these qualities enable the FARO focused 3D laser scanner

to be used flexibly in a huge variety of fields

After switching on and pairing up the scanner

you can immediately start scanning without

any further preparations

The start scan button appears in the center

of the touch screen operating panel

simply tap it and the scan starts

First though we want to look at the current settings

on the pulled down menu of the home screen

This shows both the project data and the active profile

with the associated scan parameters

These consist of the resolution and quality

the status of the color option

and the expected duration of the scanning process

The minimum distance at which you can safely stand without

damaging your eyes is always indicated

Here we different shape between the radio

and the axial minimum eye safety distance

The hazard area around the scanner can be described

as a cylinder for which the radio minimum distance is equal

to the cylinder radius

And the axial minimum distance is equal to

the longitudinal axis of the cylinder

starting at the mirror center

You can now either change the profile

or adjust the parameter settings directly from the menu

According to your needs

这是我常用的这种扫描 就是那个

近景扫描

近景扫描 按照光源来分

可以分为那个激光的三维扫描仪

结构光的三维扫描仪

还有紫外光那种三维扫描仪

因为我们做工业测量设备比较多嘛

所以常用的就是

结构光三维扫描仪

和那个激光三维扫描仪

结构光的三维扫描仪

结合了光栅的技术

相位测量技术

计算机技术

等几种技术结合

测量那个物体上的各个点的位置

它其实就是也是一种相机

就是三维扫描仪投射出光栅

把光栅投射到物体上

通过光栅的相位变化

然后拍照片获取到物体的三维数据

这个是一个三维扫描的这么一个

简单的原理示意图

再要就是另外一个就是

激光的三维扫描仪

我们常用的就是 现在手持式的比较多

我分享几个视频

一个就是杭州思看的那个手持激光扫描仪

嗯 这个现在是最常用的这种

德国的Steinbichler这个用的 因为价格比较贵

主要是在航空航天

和汽车制造上用的比较多

根据结构光三维扫描仪不同的光源

我们可以分为那个蓝光扫描仪

和白光或者是绿光等等

结构光三维扫描仪

我们现在常用就是蓝光三维扫描仪

蓝光扫描仪的好处就是在

对物体的颜色的干扰

相对于其他的白光和绿光的

会稍微好一点

看一下有一个视频

就是德国蔡司三维扫描仪

这么一个使用过程

另外一个就是摄影测量系统

摄影测量系统

它由3D的场景再转换成2D的图像

所以 摄影测量是通过

图像的处理和计算2D的

图像恢复成为3D的模型

他一定要通过几张

至少要三张或两张以上

或几十张以上的图像

可以通过软件算成

物体上的三维数据

这有一张图片可以看看 就是

我要获取这个物体的数据

我要先要在物体上贴很多那个反光点

然后再用专用的数码相机

然后对物体各个角度

各个方向进行拍照

这种相机的样子就这样子

它其实就是普通的数码相机

把它里面做了一些改装