以3D扫描仪快速构建虚拟仿真实验零件模型

为降低虚拟实验的制作成本、缩短制作周期,尝试用白光3D扫描仪快速构建虚拟实验零件的3D模型。通过2个扫描结果案例,展示了这种方法的建模质量、模型细节、色彩纹理以及建模速度,能基本满足虚拟实验零件3D模型的要求;同时相较常规利用3D建模软件建模的方式,这种方法入门门槛较低,可将制作单个3D模型的时间压缩到30 min内,在一定情况下可大幅降低制作成本,高校和科研单位制作虚拟仿真的3D模型时有一定的应用前景。

基于手持式3D扫描仪的人体解剖学实物标本三维数字化应用

目的将珍贵的人体实物标本数字化为3D实物标本,使其可自由分享和随意编辑而不受网络、版权、专业软件等限制,直接插入教学PPT中应用于课堂,改进教学方式;或者插入Word中制作3D数字化人体解剖实物图谱。方法用手持式三维扫描仪以及搭配的工作软件扫描实物标本,经过软件内置的智能模式生成3D数字化标本,保存并导出为.obj格式的3D文件。再经过Windows10系统自带的软件进行涂色、标注等加工后保存为.3mf格式的3D文件,插入到2019版PPT和Word中展示和观察。结果数字化后的3D标本与实物标本形态结构非常接近,应用于课堂PPT演示和Word文件观察清晰流畅,3D原文件、PPT和Word文件均可自由拷贝和分享。结论珍贵的人体实物标本可快速而高质量地数字化为3D标本,起到永久保存的作用,具有用途广,限制少等优点,并补充商业产品的不足。

3D扫描仪在道路工程竣工中路面检测的应用研究

3D激光扫描仪能够明显提高道路工程竣工中路面检测的效率.文章以RIEGL VZ4003D扫描仪为例,介绍了设备的工作原理及使用方法.同时,结合实例阐述了3D扫描仪在竣工道路检测中的应用方法.

基于单片机的3D扫描仪设计与实现

本设计的目的在于构建一个适于个人应用的，方便易操作，价格低廉的3D扫描仪，主要由承载被扫描物体的转盘、景深图像传感器及支架、Pc终端构成。其工作的基本过程是根据扫描物体尺寸，固定好摄像头的高度及与被扫描物之间的距离，随着转盘匀速旋转，即可得到被扫描物体的．pIy模型，再通过Pc端相应的图像处理软件修改模型便得到可直接在3D打印机中打印的．stl文件。通过调试与实验，该扫描仪的扫描效果不错，且可扫描范围较广，并可实现整个人像的扫描。

基于IMU的3D扫描仪倾角标定方法

3D扫描仪以精度高、速度快、自动处理、稳定性好等优势在场景三维重建、智能制造、自动驾驶、虚拟现实等领域得到了广泛的应用。目前3D扫描仪设备多是安装在三脚架上,容易因为地面不平使得扫描仪的转轴和重力方向产生夹角,最终导致拍摄出的全景图和点云倾斜,成为影响三维重建精度的关键难题。针对该问题,提出一种借助惯性测量单元标定3D扫描仪倾角的方法。该方法利用惯性测量单元输出的加速度信息,通过一个面阵相机建立惯性测量单元和3D扫描仪的联系,将惯性测量单元的加速度信息转到扫描仪的转轴上。利用该信息计算出扫描仪转轴与重力方向的夹角,并将该倾角补偿到生成的全景图和点云中,校正倾斜模型。通过实验对校正前后计算的角度进行对比,实验结果证明倾角测量误差可以控制在0.5°以内。并且经过标定后,精度至少提升20%,验证了整个标定方法的可靠性和准确性。

3D扫描仪在超低周疲劳试验塑性变形采集中的应用

针对目前土木工程领域中,对于结构体系或构件的抗震性能试验中塑性变形的检测数据存在不精确、限制度较大且不能满足试验数据需求的情况,结合螺栓球网格结构超低周疲劳性能与评定试验,通过利用3D扫描仪建立球杆试件循环荷载作用下弹塑性变形空间形态,并根据扫描结果来获取试件的塑性变形数据,依据这些数据对循环荷载下试件的弹塑性性能进行描述,同时采用常规测量方法对3D扫描仪采集的数据进行比对,验证了其精准度。试验的数据处理结果表明,3D扫描仪在数据测量与收集方面具有很高的精确度和全面性,且提出的四面各个扫描法和椭圆化变形直观图在试验中有良好的效果。

桌面级3D扫描仪的设计与实现

桌面级3D扫描仪主要由硬件和软件两大部分构成,前者主要包括转台及步进电机、单片机及激光器、CCD摄像头传感器,后者由单片机相关的上位机IDE及开源软件组成。其基本工作过程是先开始用上位机软件进行一系列标定,标定结束将待扫描物体放上转台进行匀速转动扫描,结束后得到物体的PLY模型文件再经相关图像处理软件后方可得到用于3D打印的STL点云文件。系统经过调试后,扫描效果良好,基本实现预期功能。此设计具有低难度低成本、简单易学等特点。

基于Sardauscan软件的3D扫描仪研究

文章研究了基于Sardauscan软件的3D扫描仪。使用Sardauscan软件,研究3D扫描仪通过对被测物体进行非接触多角度测量,得到被测物体的关键尺寸数据,通过数据传递,被送至CAD/CAM软件平台上处理、调整、修补,从而得到该物体软件设计图纸,之后就可以根据图纸对该物体进行再加工和制造。

3D扫描仪机械结构设计与研究

3D扫描仪的硬件机构主要由旋转工作台(步进电机)、扫描机构(非接触式光学测头)和机械框架(悬臂式)等组成,其软件一般由数据采集、数据处理和数据转换程序等构成。文章针对3D扫描仪的机械结构展开研究与设计。

基于磁悬浮的智能3D扫描仪设计

本设计的目的在于实现一个操作简单方便,价格低廉的3D扫描仪。系统主要由磁悬浮承载被测物体、ARM嵌入式系统、红外测距传感器、支架及PC终端等构成。其工作原理是:在被测物体中嵌入磁铁使物体悬浮旋转,当线性霍尔原件检查到物体后反馈给嵌入式系统并自动调节红外高度;随着物体旋转,得到扫描物体的数据后通过PC端的matlab相关软件合成3D图像。通过对电磁铁的调节来调整物体旋转的速度以改变提取数据的精度,当物体悬浮时能解决不规则物体底部扫描。实验结果表明,该扫描仪使用简易,适用范围广。

谈3D扫描仪在地形测量中的有效应用

随着科技的飞速发展,地形测量在工程建设中的作用也愈来愈大。而三维扫描仪高效、快捷的特点在地形测量中得到了广泛的应用。正是由于地形测量工作的重要性,也说明能否运用好三维扫描仪,将成为决定地形测量工作效果的关键因素。本文主要针对三维扫描仪的工作原理及数据处理方法、步骤进行了全面性的探讨。

3D激光扫描仪在弹性柱体对接系统的应用算法研究

在特殊工程应用场合,需将弹性柱体装填至另一刚性柱体中,其核心是2个部件同轴度的误差控制。弹性柱体采用特殊的包覆工艺,表面起伏不平,因此,数据采集方式的选择非常关键,同时,数据处理也会影响同轴度误差。设计了一套自动对接系统,采用3D激光扫描仪采集数据,并选择最小二乘法及循环比较法算法拟合曲线。结果表明,该系统效果良好。

3D雷达料位扫描仪在水泥厂熟料库的应用

通过3D雷达料位扫描仪对直径60 m、高40 m的水泥厂熟料库进行全方位24 h连续在线检测,实时地监控物料表面状态和体积、物料的平均高度、物料的最高点和最低点以及质量等测量数据信息,通过数据形成可视化3D效果,提高了熟料库料位监控精度。

Structure Sensor 3D扫描仪在小尺寸目标精细建模与测量中的应用研究

Structure Sensor是一款可以与iPad等移动设备相结合的便携式3D扫描仪,可通过Skanect软件扫描人像、物体或场景并进行三维精细建模。采用3种非接触式测量方案,在室内环境中利用Structure Sensor 3D扫描仪对小尺寸模型进行三维建模,并在模型上选取部分点进行尺寸量测,与徕卡TM50全站仪测量方案和基于三维直接线性变换算法的非量测数码相机近景摄影测量方案进行对比,结果表明,在近距离测量中Structure Sensor 3D扫描仪尺寸测量精度可以达到亚毫米级,测量稳定性高,建模质量高,流程简便,可以替代非量测数码相机近景摄影测量技术。

基于Handyscan 3D激光扫描仪的逆向技术研究

以某型汽油发动机缸体、缸盖为例,应用Handyscan 3D激光扫描仪进行点云数据的获取,并结合逆向工程相关的处理软件详细研究了点云数据预处理、模型重构、误差检测以及模型优化的关键步骤和注意事项,最终实现对本典型结构产品的精准建模。研究结果对其他种类产品的逆向研究具有参考价值,将先进的设计经验同自身现有的设计体系相结合,有利于快速发展核心技术。

3D激光扫描仪应用于生产建设项目水土保持监测的探索与实践

各类生产建设项目造成的人为水土流失日益突出,给人类生存环境带来众多危害,其时空不均衡性、突发性、强度高、危害大的特点使生产建设项目水土保持监测工作成为预防土壤侵蚀的重要抓手。3D激光扫描测量法作为新技术,能克服传统水土保持监测方法应用于生产建设项目中的多种局限性,已逐步应用于相关领域。本研究将3D激光扫描仪应用于生产建设项目水土保持监测中,开展堆弃土边坡土壤侵蚀强度试验研究工作,通过实践去探索和检验这种新技术的实用性和监测精度。结果分析表明:(1)室内模拟降雨与野外自然降雨试验的结果均表明,3D激光扫描仪测量值与传统方法实测值的误差分别为6.15%和11.8%,其测量精度满足水土保持监测及水土保持方案的要求,且多次试验能降低其测量误差;(2)3D扫描仪的扫描基准点、站位的设置会影响扫描测量精度,而土壤沉降量是影响扫描测量精度的主要原因,应精确计算土壤沉降量以校正扫描测量值,使其准确客观;(3)仍需针对不同项目、不同监测点位和不同监测时段进行更多研究,比较3D激光扫描监测法与传统监测法间所获得数据的差异性,积累基础数据和经验。

基于COMET L3D三维结构光扫描仪的逆向技术研究

以某发电机端盖为例,介绍COMET L3D三维结构光扫描仪系统及点云数据获取的方法,描述了Geomagic Studio逆向软件对点云数据预处理的要点,重点探讨了发电机端盖这类铸造产品模型重构的步骤、方法以及注意事项,并进行了误差分析,最后获得了符合精度要求的数据模型。结果表明:通过借助COMET L3D三维结构光扫描仪对铸造产品进行逆向工程的研究,可在吸收原有逆向方法的基础上进行创新、改进,缩短新产品的研发周期。

基于结构光的3D激光扫描仪系统研究

近年来,3D激光扫描仪凭借其全自动高精度立体扫描的优点极大地促进了三维重建的发展与应用,然而,其过高的价格又极大地限制了其应用与普及。基于这一问题,提出了一种自制的低成本3D激光扫描系统,该系统基于结构光法原理,由常见的摄像头,线状激光发射器,标定板搭建而成。系统分为背景设置,相机标定及数据采集几个部分。实验结果表明,此系统能够完成对物体的三维扫描过程,具有成本低,性价比高的优点。

3D激光扫描仪测设路面平整度及病害研究

路面平整度及病害检测是道路工程研究的重要内容.基于静态的三维脉冲激光扫描技术在一定程度上可以弥补现有检测技术和方法的不足,实现快速、方便、大面积的测设.有较高的应用价值.

基于物体特征有效提取和离散点三维重建的3D扫描系统原型研究

针对3D扫描技术的近期发展情况,以及市场关于被摄物体特征有效提取的迫切需求,通过系统的对照相机和投影仪测量的方法与计算,利用离散点三维重建算法、标准化算法详细分析了,作为3D扫描原型系统的关键技术,并深入的对三维坐标重复演算的过程,进行了实践研究与计算,论证了基于投影光编码技术的3D扫描仪原型系统,在物体特征有效提取和离散点三维重建中完全可以高效应用;同时,使用焦距标准化运算、逆向倾角变形运算、逆向扭曲变形运算三种方法,综合论述了物体特征有效提取和离散点三维重建过程的相关内容,测试了原型系统对真实文物的扫描情况,展开了该原型系统可应用于不同材料,不同种类物体的扫描,并能有效的进行数字化物体特征识别的研究结论。