Информационные технологии окружают нас...

Характеристики 3d сканеров RVScanner

3d сканер RVScanner компании rangevision

В статье рассматриваются основные характеристики 3d сканера, такие как:

  • Точность получаемых данных.
  • Плотность получаемых данных.
  • Скорость сканирования/скорость получения результата.
  • Размеры области сканирования.

Точность

В большинстве случаев точность сканирующей системы описывается в документации некоторым числом, заданным в миллиметрах или дюймах. Однако подобная информация может дать лишь очень приблизительное представление о характеристиках системы. Дело в том, что точность практически всех 3d сканеров сильно зависит от условий измерения, от самого измеряемого объекта и от его положения в пространстве. Кроме того, само значение точности можно взять как среднюю ошибку измерения, как максимальную ошибку измерения, или как параметр std. dev.(standard deviation) Гауссова распределения ошибок. Так что указанное в документации значение точности может отличаться от предполагаемого в разы.

Отрицательным образом на точность сканирования действуют следующие факторы:

  • Наличие в детали слишком темных или слишком светлых участков поверхности, а также резких переходов от темного к светлому.
  • Работа с прозрачными, зеркальными или бликующими поверхностями.
  • Работа с мелкими деталями, острыми углами, маленькими отверстиями.
  • Сканирование поверхностей расположенных под значительным углом по отношению к направлению сканирования.
  • Нарушение или изначально плохая настройка внутренних параметров определяющих геометрию 3d сканера.

Под внутренними параметрами, определяющими геометрию 3d сканера, понимаются параметры калибровки – основополагающей операции после которой система камер превращается в измерительный инструмент. При калибровке определяются положения камер в пространстве, а также оцениваются искажения вносимые объективами в изображения.

Неточности калибровки приводят к систематическим ошибкам в измерениях. Эти ошибки незаметны невооруженным взглядом (трудно заметить изменение масштаба на 0.1% или небольшое скручивание), однако могут вызвать проблемы при последующей обработке данных. Если сканируемый объект занимает все поле зрения сканера, то точность его оцифровки не может быть лучше точности калибровки.

Кроме систематических ошибок, данные сканирования подвержены также случайным искажениям. Основные причины случайных ошибок – шумы и искажения на изображениях получаемых с камер сканера. Случайные ошибки измерений особенно заметны при сканировании гладких поверхностей, в этом случае целесообразно применить операцию сглаживания. В качестве теста на значение случайных ошибок можно провести следующий эксперимент – тест на повторяемость - отсканировать одну и ту же деталь два раза подряд, в одном и том же положении. Расхождения в полученных моделях позволят судить о случайных ошибках измерений.

Не следует путать точность с возможностью сканирования мелких деталей. Возможность сканирования мелких деталей определяется многими факторами, в первую очередь разрешением и качеством камер, плотностью получаемых данных и настройками программного обеспечения управляющего сканером.

Плотность

Максимальная плотность получаемых данных (в точках на квадратный миллиметр) определяется размерами рабочей области сканера, разрешением камер и разрешением устройства подсвета. Для увеличения скорости сканирования и уменьшения размера файла результата, возможно уменьшение плотности сканирования.

Скорость сканирования

Процесс сканирования можно формально разделить на два этапа. Первый – структурированный подсвет объекта и накопление снимков с камер. Второй – обработка полученных снимков, построение 3d модели. В одних случаях (технические приложения) интерес представляет сумма времен первого и второго этапа, в других случаях (сканирование человека) важно максимально сократить время первого этапа, время же второго играет второстепенную роль. Учитывая то, что обычно сокращение времени сканирования так или иначе приводит к снижению точности и/или плотности, время сканирования/получения результата сильно отличается для разных моделей 3d сканеров и зависит от конкретной поставленной задачи.

Размеры области сканирования.

Теоретически, математический принцип построения 3d сканера позволяет использовать его для любых размеров объектов, однако на практике существуют некоторые ограничения. При сканировании слишком маленьких объектов возникают сложности с фокусировкой структурированного подсвета и съемки соответствующих участков камерами. Типичный размер объектов, для которых еще можно применять данные технологии составляет около 10мм. Сканирование больших объектов также связано с проблемой обеспечения структурированного подсвета достаточной яркости, а также с ростом габаритов самой сканирующей системы. Практическим потолком можно считать размер объектов в 10м. Для сканирования объектов других диапазонов размеров целесообразно применять сканирующие системы основанные на других принципах (электронные микроскопы и лазерные дальномеры

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить


articles
Если у Вас появились вопросы, задайте их на нашем форуме.
Пользуетесь ли Вы Яндекс.Маркетом для поиска товаров?
 


© Информационные технологии, 2010-2012.
При использовании материалов указание источника и гиперссылка на http://blogobit.ru обязательны.