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技術科普 | 高精度三維掃描儀參數深度解析:分辨率篇
# 技術講堂
第
期
深度解析三維掃描儀的掃描分辨率
上期技術講堂深入介紹了三維掃描儀“精度”這項核心參數,本期,我們將焦點轉向另一關鍵技術指標——分辨率,也常被稱為點距,它直接影響了三維數據還原實物形狀的準確度,特別是一些細節幾何特征。
Part 01
高精度三維掃描儀的分辨率是什么?
空間分辨率,一般是描述掃描儀獲取的三維數據中相鄰兩點間距離的參數,這個直接決定了三維數據的細節還原程度。分(fen)辨(bian)(bian)率高時(shi),點距(ju)小(xiao),細(xi)節還原就越細(xi)膩。反之(zhi),分(fen)辨(bian)(bian)率低,點距(ju)相對較大,細(xi)節還原度較差。
那么為什么分辨率越高,點距越小,細節還原越好呢?這是因為三維掃描數據是由點云封裝而成,點距越小,能夠表達的幾何特征細節還原度就越好,我(wo)們這里給大家舉一個(ge)例子(zi),我(wo)們看屏幕(mu)上的圖(tu),圖(tu)1和(he)圖(tu)2都要還原(yuan)一個(ge)圓(yuan)形,圖(tu)1相對于(yu)圖(tu)2使用了更(geng)小(xiao)的點距(ju),可以顯而易(yi)見的看到,圖(tu)1的還原(yuan)性就更(geng)好。
Part 02
高精度三維掃描的分辨率受什么影響?
固定式藍光三維掃描儀,通過掃描單幀圖像就可以輸出點云,其分辨率可以通過相機像素和幅面數值計算得到,例如OptimScan 5M Plus,其相機像素為500萬,則具有2560*1920個像素點,在使用200范(fan)圍的(de)幅(fu)面時,其幅(fu)面為200mm*150mm,其橫向(xiang)上的(de)點距(ju)=200÷2560=0.078≈0.08mm,同樣,縱向(xiang)的(de)點距(ju)也是相同的(de)計算方法。
1) 光貓后殼
光貓的多孔洞和深槽結構對掃描設備的細節捕捉能力提出了嚴苛的要求,即使0.7508mm的細窄結構,OptimScan 9M也可以從容地迎接這一挑戰。
2) 筆記本后殼
OptimScan 9M輕松獲取筆記本后殼的完整三維數據,準確還原其切角、螺紋孔、卡扣等復雜幾何結構,精細處僅0.3749mm。
3) 30mm的中國大鍬
OptimScan 9M連大鍬“足尖”的數據也可以精準捕獲,細處直徑僅0.0227mm。
那么,手持式激光三維掃描儀的三維數據為多幀數據拼接融合生成,其點距除了受相機像素、像元大小、幅面的影響外,另外一個重要因素則是算法,這也是十分考(kao)驗廠商的一個研發積累,先臨三維(wei)在算法上不斷優化,實現了對于(yu)小點(dian)距的數(shu)據處(chu)理邏輯優化,兼顧(gu)細節以及數(shu)據精度。在進(jin)行一些(xie)工件的局部精掃時(shi),可以達到很好(hao)的細節效果。
Part 03
高精度三維掃描的精度和分辨率的關系?
在一些情況下,有些用戶會將精度和分辨率搞混,那么精度和分辨率之間是什么關系?首先,精度和分辨率是單(dan)獨的兩個(ge)概念。
精度是表示觀測值與真值的接近程度,代表測量尺寸的準確性。而分辨率則是表示還原幾何特征的精細程度。兩者所代表的(de)內(nei)容不同,但是其也(ye)一定(ding)的(de)聯系(xi)。