Что такое светоотражающие маркеры
Маркеры (или позиционные метки) – это небольшие наклейки или магниты с круглой светоотражающей областью в центре и черным внешним кольцом. Они размещаются на объекте сканирования или рядом с ним перед началом оцифровки. 3D‑сканер легко обнаруживает эти высококонтрастные «цели» и определяет свое местоположение в пространстве, что является ключом к портативности устройства и динамической привязке.
В лазерных 3D‑сканерах светоотражающие метки используются для отслеживания в реальном времени, что позволяет выполнять 3D‑сканирование быстро и точно. Во время захвата данных, когда 3D‑сканер последовательно обнаруживает маркеры на поверхности объекта, программное обеспечение сканера распознает и анализирует каждый маркер в режиме реального времени.
Посмотрим, как работать с метками на примере ручных лазерных сканеров ZG Technology. Для позиционирования каждого кадра сканирования используется массив данных с минимум четырьмя метками. По мере перемещения сканера вокруг объекта программное обеспечение ZGScan записывает точное расположение каждого кадра относительно остальных и использует эту информацию для совмещения данных при 3D‑рендеринге в ПО в режиме реального времени.
После сканирования светоотражающие маркеры можно без труда удалить в процессе редактирования данных. Кроме того, маркеры могут использоваться в качестве опорных точек для объединения двух сканов.
Чаще всего используется два вида светоотражающих меток:
- Маркеры-наклейки: имеют клейкую обратную сторону, наклеиваются на объект и легко удаляются вручную.
- Магнитные маркеры: размещаются на поверхностях из магнитных материалов, таких как железо или сталь. Они многоразовые, с легкостью прикрепляются к объекту и снимаются с него.
Зачем нужны маркеры при 3D‑сканировании
3D‑сканеры можно классифицировать по одному из их основных признаков – методу позиционирования. Лазерные устройства проецируют множество лазерных линий на сканируемый объект, в то время как сканеры структурированного (или белого) подсвета проецируют светотеневые узоры. И те, и другие получают изображения и анализируют специфическую деформацию проекции на объекте для извлечения 3D‑данных.
Данные сканирования отображаются в виде облака точек или сетки треугольников. По мере того как сканер перемещается вокруг объекта, различные массивы данных сканирования приводятся к общей системе координат, где данные объединяются в законченную модель. Этот процесс называется совмещением или регистрацией, он может выполняться в режиме реального времени в процессе сканирования или на этапе постобработки.
Применение светоотражающих маркеров решает две отдельные проблемы 3D‑сканирования: сложность точного совмещения данных сканирования и сложность достижения высокой точности при оцифровке крупных объектов.
Как размещать позиционные метки
Для размещения меток оператору необходимо обратить внимание на следующие моменты.
Размещение маркеров на объекте
Светоотражающие маркеры должны покрывать всю поверхность объекта, старайтесь размещать их на плоской поверхности. Если условия ограничены, прикрепляйте маркеры на менее изогнутой области, насколько это возможно. Значительная деформация меток повлияет на точность сканирования.
Для нормальной работы сканеров ZG в каждом кадре должно быть видно не менее четырех светоотражающих маркеров. Для сканирования в стандартном и широкодиапазонном режиме оператор может использовать маркеры диаметром 6 мм, устанавливая их на расстоянии 60‑100 мм друг от друга. Для участков, требующих сверхвысокого разрешения, используйте позиционные метки диаметром 3 мм и размещайте их на расстоянии 20‑50 мм.
Размещение меток вокруг объекта
Если деталь слишком мала или маркеры нельзя наклеить на поверхность детали, доступен вариант их размещения вокруг объекта. В этом случае убедитесь, что относительное положение маркеров и объекта остается неизменным во время сканирования.
Меры предосторожности при использовании светоотражающих маркеров
- Не размещайте метки на поверхности с большой кривизной.
- Не устанавливайте их вблизи края или какой-либо детали объекта (<4 мм).
- Не наклеивайте маркеры аккуратно в линию или на одинаковом расстоянии (сканер не сможет выполнить точные расчеты).
- Не размещайте маркеры в правильных формах, таких как треугольники или квадраты.
- Не используйте поврежденные, неполные, жирные или грязные маркеры.
Решения для сканирования без маркеров
Клиенты постоянно спрашивают: «Нужно ли нам размещать маркеры на детали?» или «Есть ли способ сэкономить время при установке меток?». Светоотражающие маркеры способствуют быстрому и точному 3D‑сканированию, хотя иногда их применение увеличивает время подготовки к работе и создает ограничения по размеру объектов, которые могут быть эффективно измерены.
Компания ZG Technology продолжает совершенствовать свои высококачественные продукты и представляет две системы, позволяющие сканировать без маркеров, экономить время и существенно повысить эффективность сканирования: HyperScan MarvelScan. (Подробности – в полной версии статьи).
Итоги: кратко
С помощью светоотражающих маркеров 3D‑сканеры все чаще используются для получения полных или частичных трехмерных измерений любого физического объекта. 3D‑сканеры могут генерировать миллионы точек в секунду, их эффективность намного выше по сравнению с традиционными инструментами, выполняющими измерения «по точкам». Вместе с тем ZG Technology также предлагает решения, вообще не требующие размещения меток на поверхности объекта.
Статья представлена в сокращении. Полный вариант материала читайте в нашем блоге
Ставьте лайки и оставляйте ваши отзывы и вопросы в комментариях!