【3D掃描知識(shí)】提高3D 掃描效率的 4 個(gè)秘訣大公開(kāi)！
- 影響 3D 掃描效率的 4 大因素 -
使用3D掃描時(shí)掃描速度不夠快嗎？掃描的精細(xì)度不夠仔細(xì)？可掃區(qū)域不夠大嗎？或者你還沒(méi)有3D掃描器那就更需要了解清楚其效率原理，及因應(yīng)其影響因素去找出合適自己的機(jī)種！這篇文章帶你深入探討掃描不同物體要注意的事項(xiàng)和甚麼因素會(huì)影響掃描過(guò)程效率，已有掃描器的要看看這些要素的影響和如何改善，還沒(méi)有掃描器或打算購(gòu)買(mǎi)的更加需要看看去了解清楚自己所需！
甚麼是3D掃描效率？
3D 掃描效率是選擇 3D 掃描器時(shí)要考慮的重要因素。它將決定您對(duì)不同物體進(jìn)行 3D 掃描的速度。有幾個(gè)因素會(huì)影響 3D 掃描效率：
• 點(diǎn)距
• 幀率（FPS）
• 視場(chǎng)角 (FOV)
• 物體尺寸
影響3D掃描效率的因素
2.1 點(diǎn)距
點(diǎn)距離是指最近的兩個(gè) 3D 點(diǎn)之間的距離。距離越小，掃描資料的細(xì)節(jié)越精細(xì)。但是，您設(shè)定的點(diǎn)距越小，完成掃描所需的時(shí)間就越長(zhǎng)。
在 3D 掃描中，這個(gè)概念通常與「解析度」同義。
點(diǎn)距離是指兩個(gè) 3D 點(diǎn)之間的距離。
在掃描物體之前，請(qǐng)根據(jù)您的需求選擇合適的點(diǎn)距（解析度）。
2.2 幀率（FPS）
幀速率是點(diǎn)陣圖影像在顯示器上連續(xù)出現(xiàn)的頻率，以幀為單位測(cè)量。因此，「每秒影格數(shù)」(FPS) 規(guī)格表示相機(jī)在一秒鐘內(nèi)拍攝多少?gòu)堈掌?br />
幀率主要取決於物體的材質(zhì)和軟體演算法。幀速率越高，掃描速度越快。
高幀速率需要良好的 PC 配置，例如強(qiáng)大的顯示卡、RAM 和處理器。若要受益於 3D 掃描器的最大 FPS 容量，請(qǐng)選擇符合配置建議的 PC。
60 FPS 和 24 FPS
2.3 視場(chǎng)角（FoV）
視場(chǎng) (FOV) 是 3D 掃描器可以從一定距離擷取資料的可視區(qū)域。這類(lèi)似於我們的眼睛一次只能看到場(chǎng)景的一部分。FOV越大，一次可以看到的區(qū)域就越大。
FOV是影響掃描效率的另一個(gè)因素。當(dāng) 3D 掃描器具有較大視場(chǎng)時(shí)，它能夠在每個(gè)畫(huà)面中擷取更多資料。就像繪畫(huà)一樣；畫(huà)筆越大，每次描畫(huà)可以涵蓋的空間就越大。
FreeScan UE Pro 提供 600 x 550mm 的大視野。
2.4 物體尺寸
有些 3D 掃描器專(zhuān)為掃描小物件而設(shè)計(jì)，而有些則更適合掃描較大的物件。選擇針對(duì)掃描物件尺寸進(jìn)行最佳化的 3D 掃描器。
對(duì)於中型和大型物體（例如汽車(chē)擋泥板或引擎），選擇 FreeScan 系列的便攜式功能可以有效提高掃描效率。
對(duì)於硬幣、鑰匙和汽車(chē)零件等小物體，請(qǐng)選擇OptimScan-5M plus和 AutoScan Inspec 以獲得更好的細(xì)節(jié)和更高的效率。
計(jì)量 3D 掃描器效率比較
3.1 SHINING 3D的計(jì)量解決方案的效率如何？
如上表所示，我們可以看到計(jì)量級(jí)系列中各掃描器的掃描效率
*AutoScan Inspec 是全自動(dòng)的，因此該表不表示掃描速度。
**固定掃描器不顯示幀速率，掃描速度是固定的。例如，OptimScan-5M Plus的掃描時(shí)間是拍攝單張照片的時(shí)間。
攝影測(cè)量
具有攝影測(cè)量功能的 FreeScan UE Pro
值得注意的是，FreeScan UE Pro 由於其獨(dú)特的內(nèi)建功能攝影測(cè)量而特別高效，尤其是在掃描大型物件時(shí)?？梢允褂脭z影測(cè)量功能來(lái)掃描大型物體，無(wú)需編碼目標(biāo)，以確保準(zhǔn)確性並提高整體生產(chǎn)力。
傳統(tǒng)的編碼目標(biāo)需要手動(dòng)貼上和刪除
3.2 車(chē)間：砂型1個(gè)，F(xiàn)reeScan 3D掃描器3臺(tái)
我們的團(tuán)隊(duì)使用三種不同的 3D 掃描器對(duì)同一物體進(jìn)行數(shù)位化，以展示其效率。
掃描對(duì)象：砂模（20 x 15 x 8cm）
3D 掃描器： FreeScan UE 11、FreeScan UE Pro、FreeScan Combo
這是裝有編碼目標(biāo)的砂模：
下面，您可以看到我們使用 FreeScan 系列建立的三個(gè) 3D 模型之一：
結(jié)果：
FreeScan Combo具有 140 FPS 幀速率，是這裡最高效的 3D 掃描器，能夠在 4 分鐘內(nèi)完成 3D 掃描。
透過(guò)案例研究探索 3D 掃描效率
讓我們來(lái)看看客戶(hù)的一些案例研究，看看您在實(shí)際情況下可以期望什麼樣的 3D 掃描效率。
4.1 FreeScan UE 11：20 分鐘掃描 5 公尺錨定系統(tǒng)
錨定系統(tǒng)位於船的前部
在船舶停泊過(guò)程中，錨扮演著重要的角色。錨定系統(tǒng)由錨、錨鏈、錨鏈筒、止鏈器、起錨機(jī)械及輔助設(shè)備組成。
FreeScan UE 11掃描平穩(wěn)且有效率。它的FOV為510毫米×520毫米，最大掃描速度為1350,000點(diǎn)/秒。Shining 3D 的海事客戶(hù)能夠在 20 分鐘內(nèi)掃描這個(gè) 5 公尺長(zhǎng)的錨定系統(tǒng)。
使用 FreeScan UE Pro 進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)掃描
4.2 FreeScan UE Pro：35分鐘掃描4×5公尺模具
風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸木模，高5米，寬4米
Shining 團(tuán)隊(duì)使用 FreeScan UE Pro 對(duì)軸的內(nèi)腔和外腔進(jìn)行全面 3D 掃描。除了耗時(shí)的後勤工作（例如爬升、佈線(xiàn)）之外，掃描整個(gè)模具大約需要 35 分鐘。結(jié)合攝影測(cè)量，體積精度可達(dá)0.02mm+0.015mm/m。
技術(shù)人員正在對(duì)木模內(nèi)部進(jìn)行 3D 掃描
4.3 FreeScan Trak Pro：無(wú)需標(biāo)記即可捕捉整車(chē)
全車(chē)掃描
由於FreeScan Trak Pro可以進(jìn)行無(wú)標(biāo)記掃描，因此可以節(jié)省大量掃描前準(zhǔn)備工作的時(shí)間，提高工作效率，最高掃描速度可達(dá)1,370,000點(diǎn)/秒。掃描大型物件非常方便。
該車(chē)的數(shù)據(jù)
4.4 AutoScan Inspec：從 4 小時(shí)縮短到 4 分鐘
自動(dòng)掃描檢查
葉輪數(shù)據(jù)
Shining 3D 的一位客戶(hù)是從事CNC製造的，需要對(duì)葉輪進(jìn)行品質(zhì)檢驗(yàn)。然而，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在檢查這種特殊形狀的物體時(shí)速度非常慢。如圖所示，檢查直徑10公分的葉輪大約需要4-5小時(shí)。這個(gè)等待時(shí)間太長(zhǎng)了。透過(guò)AutoScan Inspec，偵測(cè)工作可縮短至4分鐘，效率更高了！
4.5 OptimScan-5M Plus：自動(dòng)批次偵測(cè)
人們普遍誤解，認(rèn)為固定式 3D 掃描器與手持式 3D 掃描器相比不夠靈活或高效，但事實(shí)並非如此。
高精度結(jié)構(gòu)光3D檢測(cè)掃描儀具有速度快、效率高、精度高、重複性好等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用於掃描容易移動(dòng)或結(jié)構(gòu)輪廓複雜的產(chǎn)品，甚至需要進(jìn)行 CPK 批量檢測(cè)等場(chǎng)景。
例如，使用 OptimScan-5M Plus 掃描汽車(chē)零件。借助自動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，不到 10 分鐘即可獲得 3D 資料。
使用 OptimScan-5M plus 掃描氣缸以檢測(cè)偏差
此外，高精度結(jié)構(gòu)光 3D 檢測(cè)掃描器與協(xié)作機(jī)器人或多臺(tái)機(jī)器結(jié)合使用可實(shí)現(xiàn)批量檢測(cè)和自動(dòng)報(bào)告輸出，效率極高。
使用機(jī)械手臂掃描
結(jié)論
總之，對(duì)於掃描中型和大型物體，建議選擇FreeScan系列掃描器。
? 對(duì)於較大的物體：
對(duì)於大型物體，我們需要減少體積誤差，同時(shí)最大限度地提高效率。為此，FreeScan UE Pro具有內(nèi)建攝影測(cè)量功能。因此，它能夠在不犧牲速度的情況下提供高精度。FreeScan Trak Pro具有無(wú)標(biāo)記掃描的優(yōu)勢(shì)，可減少掃描前的準(zhǔn)備時(shí)間。
? 對(duì)於掃描中小型物體：
我們推薦OptimScan-5M Plus和 AutoScan Inspec。它們的優(yōu)點(diǎn)在於精度高、點(diǎn)距小。
? 對(duì)於小物體：
掃描效率極高。其中，AutoScan Inspec是一款全自動(dòng)掃描儀，對(duì)於掃描小物件來(lái)說(shuō)方便且有效率。OptimScan-5M Plus共有三種量程：100mm*75mm、200mm*150mm、400mm*300mm。對(duì)應(yīng)的點(diǎn)距為0.04mm、0.08mm、0.16mm，為不同尺寸的物體提供了更多的選擇。
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參考資料