3D扫描仪是如何工作的？

有许多不同的设备称为三维扫描仪。使用激光、白光或X射线测量物理世界并产生密集点云或多边形网格的设备可以被视为3D扫描仪。这些设备有许多名称，包括三维数字化仪、激光扫描仪、白光扫描仪、工业CT、激光雷达等。所有这些设备的共同点是，它们可以通过数十万或数百万次的测量来捕捉物理对象的几何形状。

三维扫描打开了机会的世界。想象一下，如果你能捕捉到物理世界中的任何物体，并在几分钟内得到它的数字实体模型。不用想象。每天，公司都在使用3D扫描仪和软件：为逆向工程操作创建真实零件的工程CAD模型，以捕捉缺失的设计，更新现有产品，并制造新产品。通过与CAD设计对比，验证了产品质量。为医疗保健、牙科和时尚行业生产大规模定制产品。扫描整个建筑以创建精确的三维模型等。

现在，大多数公司都能接触到3D扫描仪和配套软件。扫描仪更快、更便宜、更准确。三维扫描处理软件自动化程度更高，可以提供更好的结果，工作速度比以往任何时候都快。

基于不同的成像原理，有许多不同的三维扫描方法。有些技术非常适合近距离扫描，而有些技术则更适合大空间扫描。焦距小于1米的三维扫描仪包括激光三角和结构光三维扫描仪。激光三维扫描仪，它使用激光线或单个激光点扫描整个物体。传感器接收物体反射的激光，然后系统使用三角测量来计算物体和扫描仪之间的距离。激光源与传感器之间的距离和激光与传感器之间的角度非常精确。由于激光将从被扫描物体反射回来，系统可以识别激光返回传感器的角度，从而确定激光源与物体表面之间的距离。

结构光三维扫描仪，结构光扫描仪也使用三角测量，但这些系统不观察激光，而是将一系列线性阵列投射到物体上。然后，通过检查阵列中每条线的边缘，这些系统可以计算出从扫描仪到物体表面的距离。本质上，相机看到的不是激光线，而是投影阵列的边缘，并以类似的方式计算距离。

激光脉冲扫描仪基于非常简单的概念：已知光速非常精确，因此如果我们知道激光到达物体并反射回传感器需要多长时间，我们就可以知道物体有多远。这些系统使用皮秒精确的电路来测量数百万激光脉冲返回传感器和计算距离所需的时间。通过旋转激光器和传感器，扫描仪可以360度扫描。激光相移三维扫描仪，激光相移扫描仪是时差三维扫描仪的另一种技术。从概念上讲，它的工作原理类似于基于脉冲的系统。除了脉冲激光，这些扫描仪调整激光束的功率，并比较发射和返回传感器的激光相位。相移测量更准确。