一篇由北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院遙感與地理信息系統(tǒng)研究所、南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院等機(jī)構(gòu)的多名學(xué)者聯(lián)名撰寫的論文《基于Creaform3D 掃描系統(tǒng)的三維建模研究》，發(fā)表在《礦山測量》期刊上。

圖一：Creaform3D使用場景

文中針對當(dāng)下高性能的便攜式Creaform3D 掃描系統(tǒng)，對其產(chǎn)品特點(diǎn)、工作原理等進(jìn)行了全面的介紹。結(jié)合具體實(shí)物的掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)，論述了基于Creaform3D 掃描系統(tǒng)的三維模型構(gòu)建過程，并對所構(gòu)建三維模型的效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Creaform3D 掃描系統(tǒng)的掃描精度高、完整性強(qiáng)、效率高、約束性小。

作為一種重要的三維數(shù)字化建模方式，三維激光掃描相比于GIS數(shù)據(jù)三維建模和遙感影像三維建模，有高效率低成本的優(yōu)勢，已經(jīng)成為生產(chǎn)測量領(lǐng)域重要的技術(shù)手段，尤其對逆向工程設(shè)計和產(chǎn)品的質(zhì)量控制起到非常重要的作用。而Creaform作為手持式三維激光掃描領(lǐng)域的開創(chuàng)者和領(lǐng)導(dǎo)者，積累的大量的技術(shù)優(yōu)勢，成為三維掃描行業(yè)中堅(jiān)力量。

圖二：creaform3d系列產(chǎn)品

論文指出“Creaform3D 掃描儀是目前市場上的便攜式三維激光掃描系統(tǒng)之一，其具有掃描完整性強(qiáng)、速度快、操作方便等特點(diǎn)。在目前眾多三維掃描技術(shù)中，其性能、效率是獨(dú)樹一幟的。”Creaform3d不僅僅技術(shù)性強(qiáng)，而且有完備的產(chǎn)品線，能滿足不同層次的需求。從光源來說有白光彩色掃描儀，紅色激光掃描和藍(lán)色激光掃描儀以及攝影測量輔助系統(tǒng)；從精度來說覆蓋0.25mm到0.025mm，價格從幾萬到幾十萬，滿足貼點(diǎn)和不貼點(diǎn)，手動掃描和全自動化等需求。

圖三：工作原理

論文對creaform3d掃描儀的原理進(jìn)行了深入研究，他們稱之為主動式激光三角掃描法（如圖三），主要通過掃描儀下部的十字激光發(fā)射口發(fā)射線光源，并以固定角度照射到被掃描物體上，線光源由對象表面貼附的目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行反射，然后通過兩個高性能CCD 鏡頭與光源之間的相對位置及投影和反射光線之間的夾角，由儀器內(nèi)部程序自動換算出被測物體所在位置，完成高精度掃描，獲取對象多邊形模型的方法。此外Creaform3d獨(dú)特的自定位系統(tǒng)，只要將一定數(shù)量的標(biāo)志點(diǎn)固定在被測物體上，就可以實(shí)現(xiàn)自由掃描，不但掃描儀本身可以自由移動，被測物體也可以任意移動，打破了傳統(tǒng)測量方式上必須保持物體絕對靜止的方式，為在復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行現(xiàn)場測量提供了很好的解決方案。

此外文章用實(shí)例論證了Creaform3d在掃描流程上非常易用，基本上就像把大象放入冰箱一樣簡單，只有三個步驟：準(zhǔn)備工作，掃描物體，處理輸出。

l  準(zhǔn)備工作，主要是設(shè)備的連接校準(zhǔn)、工件的貼點(diǎn)擺放和軟件的參數(shù)設(shè)置。

圖四：MetraSCAN3D現(xiàn)場掃描圖

l  掃描物體，可以自由移動掃描儀和物體，可以多被測物體進(jìn)行全方位的掃描；

圖五：HandySCAN紅色激光掃描儀現(xiàn)場掃描圖

l  處理輸出，利用軟件強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理工具簡單操作，即可輸出我們想要的數(shù)據(jù)模型。

圖六：HandySCAN藍(lán)光掃描儀現(xiàn)場掃描圖

研究專家的結(jié)論是“Creaform3D 掃描技術(shù)以其掃描精度高、完整性強(qiáng)、速度快、使用方便、約束性小等優(yōu)勢，對三維建模及模型后期處理，以及逆向工程的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)有力的保障。”

參考文獻(xiàn):

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［2］       形創(chuàng)中國Creaform 3D 技術(shù)和數(shù)字化解決方案在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用［J］．航空制造技術(shù)，2014(13) : 104-105．