3D掃描儀:測量實物表面的三維坐标點集的儀器-中文百科頻道

概述

最早出現的是接觸式測量方法，代表是三維坐标測量機，雖然精度達到微米量級（0.5mm），但是由于體積巨大、造價高以及不能測量柔軟的物體等缺點，使其應用領域受到限制。于是出現了非接觸式測量方法，主要分兩類。

一類是被動方式，就是不需要特定的光源，完全依靠物體所處的自然光條件進行掃描，常采用雙目技術，但是精度低，隻能掃描出有幾何特征的物體，不能滿足很多領域的要求。

另一類是主動方式，就是像物體投射特定的光，其中代表技術激光線式的掃描，精度比較高，但是由于每次隻能投射一條光線，所以掃描速度慢。另外，由于激光會對生物體以及比較珍貴的物體造成傷害，所以不能應用于某些特定領域。

新興的技術是結構光式的掃描，結構光也屬于主動方式，通過投影或者光栅投射同時多條光線，就可以采取物體的一個表面，隻需要幾個面的信息就可以完成掃描，最大的特點是掃描速度快，而且可編程實現。

還有一種是低頻脈沖波(低頻聲波)式原理，主要應用于物位測量方面。基于二維數組波束形成器傳送低頻脈沖，介可視3D物位掃描儀接收來自筒倉、倉室或其他容室内物料的回波。設備的數字信号處理器對接收到的信号進行取樣和分析，通過估算回波到達的時間和方向，處理器形成一個物料表面的三維圖，這個圖像通過一種專有的計算方法對信息進行處理并生成3D圖象，可以在遠端屏幕上顯示出來，物位計可以據此準确得出物料的體積和質量，夠使工藝物位監測和庫存控制達到一個新的高度。料位計精确的物料檢測能夠提高操作效率和管理能力，高成本突發狀況減少，加快收益回饋。

功能

具體來說，三維掃描儀的用途是創建物體幾何表面的點雲（point cloud)，這些點可用來插補成物體的表面形狀，越密集的點雲可以創建越精确的模型，這個過程被稱作三維重建。如果掃描儀能夠取得表面顔色，則可進一步在重建的表面上粘貼材質貼圖，亦即所謂的材質映射( texture mapping)。

三維掃描儀可模拟為照相機，它們的視線範圍都體現圓錐狀，信息的搜集皆限定在一定的範圍内。兩者不同之處在于相機所抓取的是顔色信息，而三維掃描儀測量的是距離。由于測得的結果含有深度信息，因此常稱之。

由于三維掃描儀的掃描範圍有限，因此常需要變換掃描儀與物體的相對位置或将物體放置于電動轉盤（turnable table）上，經過多次的掃描以拼湊物體的完整模型。将多個片面模型集成的技術稱做圖像配準（image registration）或對齊（alignment），其中涉及多種三維比對（3D-matching）方法。