4 фактора, влияющие на эффективность 3D-сканирования

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

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 между точками (разрешение) в зависимости от ваших потребностей.

Выбор расстояния до точки в программе FreeScan.

Частота кадров (FPS)

Частота кадров – это частота, с которой растровые изображения непрерывно появляются на дисплее, измеряемая в единицах кадров. Спецификация “кадров в секунду” (FPS) указывает, 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 хорошей конфигурации ПК, например, с мощной видеокартой, оперативной памятью и процессором. Чтобы воспользоваться максимальной частотой кадров в секунду вашего 3D-сканера, выбирайте ПК, соответствующий нашим рекомендациям по конфигурации.

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 также является фактором, влияющим на эффективность сканирования. Когда у 3D-сканера большой FOV, он способен 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.

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 размера объекта.

Для средних и крупных объектов (например, крыльев или двигателей автомобилей) выбирайте сканеры серии FreeScan благодаря их портативным функциям, которые могут эффективно повысить эффективность сканирования.

Для мелких объектов, таких как монеты, ключи и детали автомобиля, выбирайте OptimScan-5M plus и AutoScan Inspec для лучшей детализации и более высокой эффективности.

Сравнение эффективности метрологических 3D сканеров

Насколько эффективны метрологические решения SHINING 3D?

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

*AutoScan Inspec полностью автоматический, поэтому здесь не указана скорость сканирования.

**Фиксированные сканеры не отображают частоту кадров, а скорость сканирования фиксирована. Например, время сканирования OptimScan-5M Plus – это время получения одной фотографии.

Фотограмметрия

FreeScan UE Pro с фотограмметрией

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

Традиционные кодированные цели необходимо вручную наклеивать и удалять.

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 11, FreeScan UE Pro, 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-FPS 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 можно ожидать в реальных ситуациях.

FreeScan UE 11: 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 подъема якоря и вспомогательного оборудования.

Сканер FreeScan UE 11 сканирует плавно и эффективно. Он имеет FOV 510 мм × 520 мм и максимальную скорость сканирования 1 350 000 точек/с. Наш морской клиент смог отсканировать эту якорную систему длиной 5 метров за 20 минут.

Сканирование на месте с помощью FreeScan UE Pro

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.

Техник выполняет 3D-сканирование внутренней части деревянной формы

FreeScan Trak Pro: Захват всего автомобиля без маркеров

Весь автомобиль для сканирования

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

Данные автомобиля

Автосканирование Inspec: От 4 часов до 4 минут

AutoScan Inspec

Данные рабочего колеса

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!

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 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 FreeScan Trak Pro является сканирование без маркеров, что позволяет значительно сократить время подготовки перед сканированием.

➔ Для сканирования малых и средних объектов:

Мы рекомендуем OptimScan-5M Plus и AutoScan Inspec. Их преимущества заключаются в высокой точности и малом расстоянии до точки.

➔ Для малых объектов:

Эффективность сканирования чрезвычайно высока. Между ними AutoScan Inspec – полностью автоматический сканер, который удобен и эффективен для сканирования небольших объектов. OptimScan-5M Plus имеет три диапазона: 100мм*75мм, 200мм*150мм и 400мм*300мм. Соответствующие расстояния между точками составляют 0,04 мм, 0,08 мм и 0,16 мм, что обеспечивает больший выбор для объектов различных размеров.