由于現(xiàn)代制造工藝和產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平的不斷提高，產(chǎn)品的復(fù)雜和精密程度使得人工測(cè)量變得越來(lái)越困難，尤其對(duì)于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、特征較多的零部件而言，要通過(guò)人工測(cè)量獲得完整的產(chǎn)品數(shù)據(jù)幾乎不可能。

 

　　近年來(lái)，三維掃描儀因其精度高、速度快、操作簡(jiǎn)單、攜帶方便等諸多優(yōu)勢(shì)，得到了廣大用戶的青睞，已廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域的測(cè)量工作中。

 

　　三維掃描儀的分類(lèi)如下：

　　接觸式測(cè)量：

　　這是目前應(yīng)用較廣的自由曲面三維模型數(shù)字化方法之一，典型代表就是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。接觸式三維掃描適用性強(qiáng)、精度高；不受物體光照和顏色的限制；適用于沒(méi)有復(fù)雜型腔、外形尺寸較為簡(jiǎn)單的實(shí)體的測(cè)量；由于采用接觸式測(cè)量，可能損傷探頭和被測(cè)物表面，也不能對(duì)軟質(zhì)的物體進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)用范圍受到限制；受環(huán)境溫濕度影響；同時(shí)掃描速度受到機(jī)械運(yùn)動(dòng)的限制，測(cè)量速度慢、效率低；無(wú)法實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)測(cè)量；接觸測(cè)頭的掃描路徑不可能遍歷被測(cè)曲面的所有點(diǎn)，它獲取的只是關(guān)鍵特征點(diǎn)，因而，它的測(cè)量結(jié)果往往不能反映整個(gè)零件的形狀。在行業(yè)中的應(yīng)用具有很大的限制。

　　當(dāng)下由于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和光電技術(shù)的發(fā)展，基于光學(xué)原理、以計(jì)算機(jī)圖像處理的三維自由曲面非接觸式測(cè)量設(shè)備逐漸成為主流，非接觸測(cè)量方式具有無(wú)損傷、高精度、高速度以及易于在計(jì)算機(jī)控制下實(shí)行自動(dòng)化測(cè)量等一系列特點(diǎn)，已經(jīng)成為現(xiàn)代三維面形測(cè)量的重要途徑及發(fā)展方向，其中三維激光掃描儀和三維照相式掃描儀占據(jù)了及其重要的位置。

 

　　三維激光掃描儀：

　　三維激光掃描儀按照掃描成像方式的不同，激光掃描儀可分為一維（單點(diǎn)）掃描儀、二維（線列）掃描儀和三維（面列）掃描儀。而按照不同工作原理來(lái)分類(lèi)，可分為脈沖測(cè)距法（亦稱(chēng)時(shí)間差測(cè)量法）和三角測(cè)量法。

　　脈沖測(cè)距法：激光掃描儀由激光發(fā)射體向物體在時(shí)間 t1發(fā)送一束激光，由于物體表面可以反射激光，所以掃描儀的接收器會(huì)在時(shí)間 t2接收到反射激光。由光速 c，時(shí)間 t1，t2算出掃描儀與物體之間的距離d=(t2-t1)c/2。

　　顯而易見(jiàn)的，脈沖測(cè)距式3D激光掃描儀，其測(cè)量精度受到掃描儀系統(tǒng)準(zhǔn)確地量測(cè)時(shí)間的限制。當(dāng)用該方式測(cè)量近距離物體的時(shí)候，由于時(shí)間太短，就會(huì)產(chǎn)生很大誤差。所以該方法比較適合測(cè)量遠(yuǎn)距離物體，如地形掃描，但是不適合于近景掃描。

　　三角測(cè)距法：用一束激光以某一角度聚焦在被測(cè)物體表面，然后從另一角度對(duì)物體表面上的激光光斑進(jìn)行成像，物體表面激光照射點(diǎn)的位置高度不同，所接受散射或反射光線的角度也不同，用 CCD光電探測(cè)器測(cè)出光斑像的位置，就可以計(jì)算出主光線的角度θ 。然后結(jié)合己知激光光源與 CCD 之間的基線長(zhǎng)度 d，經(jīng)由三角形幾何關(guān)系推求掃描儀與物體之間的距L≈dtanθ。

 

 

　　手持激光掃描儀通過(guò)上述的三角形測(cè)距法建構(gòu)出3D圖形：通過(guò)手持式設(shè)備，對(duì)待測(cè)物發(fā)射出激光光點(diǎn)或線性激光。以?xún)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的偵測(cè)器測(cè)量待測(cè)物的表面到手持激光產(chǎn)品的距離，通常還需要借助特定參考點(diǎn)－通常是具黏性、可反射的貼片－用來(lái)當(dāng)作掃描儀在空間中定位及校準(zhǔn)使用。這些掃描儀獲得的數(shù)據(jù)，會(huì)被導(dǎo)入電腦中，并由軟件轉(zhuǎn)換成3D模型。