Что такое 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. 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
Под расстоянием до точки понимается 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 понятия "разрешение".
Перед сканированием объекта необходимо выбрать соответствующее расстояние между точками (разрешение) в зависимости от потребностей.
2.2 Частота кадров (FPS)
Частота кадров - это частота непрерывного появления растровых изображений на дисплее, измеряемая в единицах кадров. Таким образом, спецификация "кадры в секунду" (FPS) показывает, сколько изображений снимает камера за одну секунду.
Частота кадров в основном зависит от материала объекта и программного алгоритма. Чем выше частота кадров, тем быстрее происходит сканирование.
Высокая частота кадров требует хорошей конфигурации ПК, например, с мощной видеокартой, оперативной памятью и процессором. Чтобы получить максимальную частоту кадров в секунду, выбирайте ПК, соответствующий нашим рекомендациям по конфигурации.
2.3 Поле зрения (FoV)
Поле зрения (FOV) - это область видимости, в которой 3D-сканер может захватывать данные с определенного расстояния. Это похоже на то, как наши глаза могут одновременно видеть только часть сцены. Чем больше FOV, тем большую область можно увидеть за один раз.
FOV - еще один фактор, влияющий на эффективность сканирования. Когда 3D-сканер имеет большой FOV, он способен захватить больше данных за кадр. Это похоже на рисование: чем больше кисть, тем большее пространство можно охватить каждым мазком.
2.4 Размер объекта
Некоторые 3D-сканеры предназначены для сканирования небольших объектов, в то время как другие лучше подходят для сканирования крупных объектов. Выбирайте 3D-сканер, оптимизированный для сканирования объектов соответствующего размера.
Для средних и крупных объектов (например, крыльев или двигателей автомобилей) выбирайте серию FreeScan, поскольку ее портативные функции позволяют эффективно повысить эффективность сканирования.
Для небольших объектов, таких как монеты, ключи и детали автомобиля, выбирайте сканеры OptimScan-5M plus и AutoScan Inspec, обеспечивающие лучшую детализацию и высокую эффективность.
Сравнение эффективности метрологических 3D-сканеров
3.1 Насколько эффективны метрологические решения SHINING 3D?
Как видно из приведенной выше таблицы, мы можем видеть эффективность сканирования каждого сканера из серии метрологических классов.
*Автосканер Inspec является полностью автоматическим, поэтому в таблице не указана скорость сканирования.
**Фиксированные сканеры не отображают частоту кадров, скорость сканирования фиксирована. Например, время сканирования OptimScan-5M Plus - это время получения одного снимка.
Фотограмметрия
Стоит отметить, что FreeScan UE Pro особенно эффективен благодаря уникальной встроенной функции - фотограмметрии, особенно при сканировании крупных объектов. Сканирование крупных объектов с помощью функции фотограмметрии может осуществляться без кодированных целей, что обеспечивает точность и повышает общую производительность.
3.2 Пример: Одна песчаная форма, три 3D-сканера FreeScan
Наша команда оцифровала один и тот же объект с помощью трех различных 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
На песчаную форму нанесены кодированные мишени:
Результат:
FreeScan Combo с частотой кадров 140 кадров/с 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.
4.1 FreeScan UE 11: Сканирование 5-метровой анкерной системы за 20 минут
В процессе швартовки судна якорь играет важную роль. Якорная система состоит из якоря, якорной цепи, ствола якорной цепи, ограничителя цепи, якорного подъемного механизма 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. Нашему клиенту, работающему в сфере морских перевозок, удалось просканировать эту якорную систему длиной 5 м за 20 минут.
4.2 FreeScan UE Pro: Сканирование пресс-формы размером 4 на 5 метров за 35 минут
Наша команда использовала FreeScan UE Pro для полного 3D-сканирования внутренней и внешней полости вала. Если не учитывать временные затраты на логистику (например, подъем, прокладка проводов), сканирование всей пресс-формы заняло около 35 минут. В сочетании с фотограмметрией объемная точность достигает 0,02 мм+0,015 мм/м.
4.3 FreeScan Trak Pro: Захват всего автомобиля без маркеров
Поскольку FreeScan Trak Pro может сканировать без маркеров, это позволяет значительно сэкономить время на подготовительных работах перед сканированием и повысить эффективность работы, а максимальная скорость сканирования достигает 1 370 000 точек/с. Это очень удобно при сканировании больших объектов.
4.4 Автосканирование Inspec: От 4 часов до 4 минут
Одному из наших заказчиков, занимающемуся производством изделий с ЧПУ, необходимо проводить контроль качества рабочих лопастей. 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. Такое время ожидания слишком велико. С помощью AutoScan Inspec работа по обнаружению сокращается до 4 минут. Гораздо эффективнее!
4.5 OptimScan-5M Plus: Автоматизированный контроль партий продукции
Существует распространенное заблуждение, что стационарные 3D-сканеры недостаточно гибкие и эффективные по сравнению с ручными, но это не так.
Высокоточные сканеры для 3D-инспекции в структурированном свете обладают такими преимуществами, как высокая скорость, высокая эффективность, высокая точность и хорошая воспроизводимость, особенно в таких сценариях, как сканирование изделий, которые легко перемещаются или имеют сложные структурные контуры, или даже при необходимости проведения контроля партии CPK.
Например, сканирование автомобильной детали с помощью OptimScan-5M Plus. С помощью автоматического поворотного стола трехмерные данные могут быть получены менее чем за 10 минут.
Заключение
В заключение отметим, что для сканирования средних и крупных объектов мы рекомендуем выбирать сканеры серии FreeScan. Среди них FreeScan Combo является самым быстрым по эффективности сканирования.
➔ Для крупных объектов:
При сканировании крупных объектов нам необходимо уменьшить погрешность объема при максимальной эффективности. Для этого в FreeScan UE Pro встроена фотограмметрия. Таким образом, он способен обеспечить высокую точность без ущерба для скорости. Преимуществом FreeScan Trak Pro является сканирование без маркеров, что сокращает 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: 100 мм*75 мм, 200 мм*150 мм и 400 мм*300 мм. Соответствующие расстояния между точками составляют 0,04 мм, 0,08 мм и 0,16 мм, что дает больше возможностей для сканирования объектов различных размеров.
