手持三维扫描仪原理(3D扫描三维扫描在船舶行业中的应用)

Posted 2023-05-26

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手持三维扫描仪原理(3D扫描三维扫描在船舶行业中的应用)

我国水系发达，湖泊、江河、海洋资源众多众多，有1.8万多公里的海岸线和12.3万公里的内河航运线，古往今来造船业十分发达，是世界著名的航运大国。现在，凭借着诸如三维扫描技术等高科技的支持，船舶行业的发展呈现出水涨船高之势。

在船舶建造行业，三维激光扫描技术可用于船舶制造装配扫描，船舶变形分析，船内扫描，船内设施升级改造及维修测量和设计服务。与传统的测绘技术相比，三维激光扫描技术能够实现物体在三维空间内精确的位置、形态和尺寸，在精度，空间关系，完整性方面均优于传统测绘技术。三维激光扫描技术也称为实景复制技术，是一项逆向建模技术，无需工程图纸，对环境要求很低，这为节省整体作业时间提供了保证。

航空航天船舶是高技术战略性产业，是国家尖端技术发展的引擎。大到国防基础建设，小到国民衣食住行，航空航海技术关系到国家和人民生活的方方面面，一点小事故都可能造成无法弥补的巨大损失，因此必须对质量严格把关。同时随着行业技术的不断进步和提高，如何提高创新能力和手段是中国企业亟待解决的问题。三维测量技术在航空航海领域有着广泛的应用前景，能为行业发展进步提供多种多样的解决方案。以下是几个比较常见的应用方面。

一、零部件精度检测

无论大小，船体由数量众多的零部件组装、焊接而成，零部件的质量直接影响船舶的安全行驶及使用寿命。传统的检测方法是采用接触式的检测方式，例如三坐标打点，专用的夹具检具等，这种方法虽然精度高，但是检测效率低下，检测过程中很可能会对零件造成不必要的二次伤害而且存在较多检测死角。

三维扫描仪等先进的光学测量设备采用光学原理进行测绘，在不对扫描工件造成磨损破坏的前提下提供可靠真实的三维数据。可将得到的三维数据与三维图纸进行比对，快速准确地获取工件各个位置的偏差，基于比对结果给出修正方案。扫描死角少，复杂的曲面，涡轮叶片的角度等用传统方法难以获取检测的数据，也都可以轻而易举地获取。同时，快捷的扫描也可以提高检测的效率，减少时间和人力成本。

三维扫描以最高每秒上百万的坐标点采集零部件表面数据，最佳精度可控制在0.01毫米以内。采集的三维点云模型尺寸与零部件一致，运用专业软件可快速对零部件进行全尺寸分析，或对比零部件图纸，快速生成偏差色谱图，使零部件加工精度一目了然。所以三维扫描技术在检测零部件加工精度上相对于传统的检测手段有着巨大的优势。

二、逆向设计

三维扫描技术还可以用在飞机船舶零部件的逆向设计中。可以根据扫描的数据获取关键的尺寸，不仅可以用于产品的二次开发，也可以用于产品的设计改良，在低成本的情况下实现性能上的大突破。三维扫描仪可以轻松获取产品的外形数据，通过分析获得的外形数据可以在原有的基础上进行改进，或者逆向设计出产品图纸用于加工。同时，许多老式经典的产品设计中往往有许多精妙的设计。这些设计因为年代久远，数据未保存等原因缺少关键的图纸等信息而不为人所知。通过三维扫描后的逆向建模可以实现结构的复刻，对于资料的保存，技术的革新等各方面都有重要的意义。

三、形变分析/磨损分析

船舶长期停留在海面，容易受到海水和海面空气的侵蚀，同时，其在使用过程中难免会发生破损，而船舶往往在许多军事民用的重要行业中扮演着至关重要的角色，一旦发生事故，损失是巨大的，因此对于船舶设备零部件的保养维修就显得格外重要。三维扫描仪可以获取飞机船舶等使用前后的三维数据，通过使用前后数据的对比可以发现零部件的变形程度等信息，对产品的设计以及相应部件的改良加强提供明确的方向。同时高精度的扫描也可以准确及时地发现破损部位，为零部件的保养维修提供数据依据。

四、虚拟装配

虚拟装配在船舶开发、维护以及操作培训方面具有独特的作用。利用三维扫描设备对待装部件进行扫描，建立三维模型并匹配坐标，工程师对同一坐标系下的三维模型在软件进行装配操作，在装配过程中软件提供实时的碰撞检测、装配约束处理、装配路径与序列处理等功能，从而使得工程师能够对零部件的可装配性进行分析，在虚拟装配结束以后，软件系统能够记录装配过程的相关信息，并生成评审报告供后期的分析使用。虚拟装配在计算机中完成，节约了大量的人力、物力及时间成本。

五、VR浏览

VR，即虚拟现实，在船舶行业，我们通过三维扫描把现实场景“搬”入计算机，配合VR系统，我们在任何场所都能“身临其境”，进入船舶的每一处地方。

以往我们想要了解船舶内部，往往只能通过图片、视频等资料，三维扫描的出现，将平面资料三维立体化，从三维扫描、全景拍摄到模型创建，再到模型的优化，添加声音、动画等元素形成完整的VR环境，使任何人都能沉浸其中，感受船舶独有的环境氛围。

上海沪敖信息科技有限公司是一家致力于三维数字化行业解决方案的技术型企业。公司以行业应用为出发点，为客户提供三维数字化采集、三维数据处理等一系列服务。沪敖拥有手持三维扫描仪、小空间三维扫描仪、地面三维激光扫描仪、无人机实景三维系统、3D打印机等多种技术手段，是行业内知名设备的签约合作伙伴。从几厘米到几十米的对象、或从几米到上千米的三维空间，沪敖均可提供涵盖软硬件产品和技术服务的完整解决方案。