Основная концепция

Опубликовано 12 мая, 2023 года

4 фактора, влияющие на эффективность 3D-сканирования

Эффективность 3D-сканирования - важный элемент, который необходимо учитывать при выборе 3D-сканера. От нее зависит, насколько быстро вы сможете выполнять 3D-сканирование различных объектов.

Эффективность 3D-сканирования – это ключевой аспект, который играет решающую роль при выборе 3D-сканера. Этот параметр определяет, насколько быстро и качественно можно провести процесс 3D-сканирования разнообразных объектов. В статье рассматриваются основные факторы, влияющие на эффективность 3D-сканирования, такие как расстояние до сканируемой точки, частота кадров, поле зрения и размер объекта. Эти компоненты в совокупности определяют, каким образом 3D-сканер будет взаимодействовать с объектами различной сложности и размера.

Что такое эффективность 3D-сканирования?

Эффективность 3D-сканирования – это важный элемент, который необходимо учитывать при выборе 3D-сканера. Она определяет, насколько быстро вы сможете выполнять 3D-сканирование различных объектов. На эффективность 3D-сканирования влияет несколько факторов:

Расстояние до точки
Частота кадров (FPS)
Поле зрения (FOV)
Размер объекта

Факторы, влияющие на эффективность 3D-сканирования

2.1 Расстояние до точки

Расстояние до точки – это расстояние между двумя ближайшими 3D-точками. Чем меньше расстояние, тем мельче детализация данных сканирования. Однако чем меньше расстояние между точками, тем больше времени потребуется для завершения сканирования.

В 3D-сканировании это понятие часто является синонимом “разрешения”.

Расстояние между точками – это расстояние между двумя 3D-точками.

Перед сканированием объекта выберите подходящее расстояние до точки (разрешение), исходя из ваших потребностей.

Выбор расстояния до точки в программе FreeScan

2.2 Частота кадров (FPS)

Частота кадров - это частота непрерывного появления растровых изображений на экране, измеряемая в единицах кадров. Таким образом, спецификация "кадров в секунду" (FPS) показывает, сколько изображений камера делает за одну секунду.

Частота кадров в основном зависит от материала объекта и программного алгоритма. Чем выше частота кадров, тем быстрее сканирование.

Высокая частота кадров требует хорошо настроенного ПК, включая мощную видеокарту, достаточный объем оперативной памяти и процессор, способный справиться с поставленными задачами. Чтобы получить максимальную частоту кадров в секунду, выбирайте ПК, соответствующий нашим рекомендациям по конфигурации.

60 FPS и 24 FPS

2.3 Поле зрения (FoV)

Поле зрения (FOV) - это область обзора, в которой 3D-сканер может захватывать данные с определенного расстояния. Это похоже на то, как наши глаза могут видеть только часть сцены за один раз. Чем больше FOV, тем большую область можно увидеть за один раз.

FOV - еще один фактор, влияющий на эффективность сканирования. Когда у 3D-сканера большой FOV, он может захватить больше данных за кадр. Это похоже на рисование: чем больше кисть, тем больше пространства можно охватить каждым мазком.

FreeScan UE Pro имеет большой FOV 600 x 550 мм.

2.4 Размер объекта

Некоторые 3D-сканеры предназначены для сканирования небольших объектов, в то время как другие лучше подходят для сканирования больших объектов. Выбирайте 3D-сканер, который оптимизирован для сканирования объектов такого типа.

Для средних и крупных объектов (например, крыльев или двигателей автомобилей) выбирайте сканеры серии FreeScan, поскольку их портативные функции позволяют эффективно повысить эффективность сканирования.

Для мелких объектов, таких как монеты, ключи и детали автомобиля, выбирайте OptimScan Q12 и AutoScan Inspec2 для лучшей детализации и более высокой эффективности.

Сравнение эффективности метрологических 3D-сканеров

3.1 Насколько эффективны метрологические решения SHINING 3D?

Как показано в таблице выше, мы можем увидеть эффективность сканирования каждого сканера из серии метрологического класса.

*AutoScan Inspec является полностью автоматическим, поэтому в таблице не указана скорость сканирования.

**Фиксированные сканеры не отображают частоту кадров, а скорость сканирования фиксирована. Например, время сканирования OptimScan 5M Plus равно времени съемки одной фотографии.

Стоит отметить, что FreeScan UE Pro особенно эффективен благодаря уникальной встроенной функции - фотограмметрии, особенно когда речь идет о сканировании крупных объектов. Сканирование больших объектов с помощью функции фотограмметрии можно выполнять без кодированных маркеров, что обеспечивает точность и повышает общую производительность.

Traditional coded targets need to be manually pasted and removed. Традиционные кодированные маркеры необходимо вручную наклеивать и удалять.

3.2 Мастерская: Одна песчаная форма, три 3D-сканера FreeScan

Наша команда оцифровала один и тот же объект с помощью трех разных 3D-сканеров, чтобы продемонстрировать их эффективность.

Объект сканирования: форма для песка (20 x 15 x 8 см)

3D-сканеры: FreeScan UE Pro, серия FreeScan Combo.

Здесь показана форма для песка, оснащенная кодированными мишенями:

Ниже показана одна из трех 3D-моделей, созданных с помощью сканеров серии FreeScan:

Результат: FreeScan Combo, с его частотой кадров 140 кадров в секунду, оказался самым эффективным 3D-сканером. Мы смогли завершить 3D-сканирование менее чем за 4 минуты.

Изучение эффективности 3D-сканирования на конкретных примерах

Давайте рассмотрим несколько примеров из практики наших клиентов, чтобы понять, какой эффективности 3D-сканирования вы можете ожидать в реальных ситуациях.

4.1 FreeScan UE Pro: 5-метровая анкерная система отсканирована за 20 минут

Якорная система расположена в передней части судна.

В процессе швартовки судна якорь играет важную роль. Якорная система состоит из якоря, якорной цепи, ствола якорной цепи, ограничителя цепи, механизмов для подъема якоря и вспомогательного оборудования.

Сканер FreeScan UE Pro сканирует плавно и эффективно. Он имеет FOV 510 мм × 520 мм и максимальную скорость сканирования 1 350 000 точек/с. Наш морской клиент смог просканировать эту якорную систему длиной 5 метров за 20 минут.

4.2 FreeScan UE Pro: Сканирование пресс-формы размером 4 на 5 метров за 35 минут

Деревянный муляж главного вала ветряной турбины высотой 5 метров и размером 4 метра.

Наша команда использовала FreeScan UE Pro для полного 3D-сканирования внутренней и внешней полости вала. Если не учитывать трудоемкую логистику (например, подъем, прокладка проводов), сканирование всей формы заняло около 35 минут. В сочетании с фотограмметрией объемная точность может достигать 0,02 мм + 0,015 мм/м.

4.3 FreeScan Trak Pro: Захват всего автомобиля без маркеров

Весь автомобиль для сканирования

Поскольку FreeScan Trak Pro2 может сканировать без маркеров, это позволяет сэкономить много времени на подготовительных работах перед сканированием и повысить эффективность работы, а максимальная скорость сканирования достигает 1 370 000 точек/с. Это очень удобно для сканирования больших объектов.

Данные автомобиля

4.4 АutoScan Inspec2: От 4 часов до 4 минут

AutoScan Inspec2

Одному из наших клиентов, занимающемуся производством ЧПУ, необходимо проводить проверки качества рабочих колес. Однако при проверке таких объектов специальной формы машина КИМ работает очень медленно. Для проверки крыльчатки диаметром 10 см, как показано на рисунке, требуется около 4-5 часов. Это слишком долгое время ожидания. С AutoScan Inspec работа по обнаружению сокращается до 4 минут. Намного эффективнее!

4.5 OptimScan 5M Plus: Автоматизированный контроль партий

Существует распространенное заблуждение, что стационарные 3D-сканеры недостаточно гибкие и эффективные по сравнению с ручными, но это не так.

Высокоточные сканеры для 3D-инспекции с использованием структурированного света обладают такими преимуществами, как высокая скорость, высокая эффективность, высокая точность и хорошая повторяемость, особенно в таких сценариях, как сканирование изделий, которые легко перемещаются или имеют сложные структурные контуры, или даже необходимость проведения CPK-инспекции партии.

Например, сканирование автомобильной детали с помощью OptimScan 5M Plus. С помощью автоматического поворотного стола 3D-данные можно получить менее чем за 10 минут.

Сканирование цилиндров с помощью OptimScan 5M plus для выявления отклонений.

Кроме того, высокоточный структурный легкий 3D-сканер невероятно эффективен в сочетании с совместными роботами или несколькими машинами для пакетного контроля и автоматического вывода отчетов.

Сканирование с помощью манипулятора робота

Заключение

В этой статье мы пришли к выводу, что для сканирования средних и крупных объектов мы рекомендуем выбирать сканеры серии FreeScan. Среди них серия FreeScan Combo является самым быстрым с точки зрения эффективности сканирования.

➔ Для больших объектов:

Нам необходимо уменьшить погрешность объема при максимальной эффективности, и для этого требования в FreeScan UE Pro встроена фотограмметрия, которая удовлетворяет требованиям точности в погоне за скоростью. Преимуществом серии FreeScan Trak является сканирование без маркеров, что позволяет значительно сократить время подготовки перед сканированием.

➔ Для сканирования малых и средних объектов:

Мы рекомендуем серию OptimScan Q и AutoScan Inspec2. Их преимущества заключаются в высокой точности и небольшом расстоянии до точки.

➔ Для небольших объектов:

Эффективность сканирования чрезвычайно высока. Между ними AutoScan Inspec2 – полностью автоматический сканер, который удобен и эффективен для сканирования небольших объектов. Серия OptimScan Q имеет 2 диапазона: 160*110 мм, 430*300 мм. Соответствующие расстояния между точками составляют до 0,04 мм, что обеспечивает больший выбор для объектов различных размеров.