先临三维技术讲堂 | 一文看懂三维扫描仪种类划分类别

      在前几期技术讲堂中，我们深入探讨了三维扫描仪的“精度”、“分辨率”和“速度”这几项关键参数以及深入介绍三维扫描仪的摄影测量技术。本期开始，我们将介绍三维扫描仪的分类，帮助大家更好地选择适用的高精度三维扫描仪。

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Part 01

三维扫描仪面向应用场景的大类划分

      关于三维扫描仪的分类，首先，我们先明确一点，广义的三维扫描仪种类繁多，这里，我们聚焦的是基于结构光扫描的光学三维扫描仪，也就是JJF1951-2021《基于结构光扫描的光学三维测量系统校准规范》这一国家计量技术规范所规定的设备范围。

      目前，市面上有很多种类、型号的三维扫描仪，使用用户有制造业3D测量工程师、文创设计师以及个人消费者等，为了更清晰地了解三维扫描仪的种类，我们先按照不同的用户使用场景，进行大类划分。

      首先，我们将使用大类划分成面向工业生产和面向个人消费者DIY应用。在面向工业生产场景中，继续划分成面向工业制造检测应用以及面向工业设计、文博文创应用，前者主要使用计量级三维扫描仪，后者主要使用专业级三维扫描仪（也称高精度彩色三维扫描仪）。个人消费者DIY应用，主要是获取三维数据来进行一些DIY创新。

Part 02

上述面对不同应用场景的三维扫描仪的主要区别

      这里，我们简要介绍下计量级三维扫描仪、专业级三维扫描仪、普及化三维扫描仪这三大类设备的区别。

      首先，计量级三维扫描仪，其作为工业生产使用的3D测量设备，其性能、参数都是十分优越的，精度、速度、细节还原能力等，均表现良好，特别是扫描精度，其精度水平是这三大类设备中最高的，以先临三维的设备为例，精度最高可达4微米，其主要是用于工业零部件的全尺寸三维检测等。

      其次，专业级三维扫描仪（高精度彩色三维扫描仪），其性能也是非常优越，精度、速度、细节，均表现良好，以先临三维的设备为例，这个系列的设备精度最高可达0.04mm（40微米），其主要应用于文物等三维数据获取，用于文物保护、虚拟展示，同时也可以进行人体扫描，进行医疗辅具设计等。

      最后，普及化三维扫描仪，目前，随着技术进步，普及化三维设备的性能在速度、细节等方面表现良好，能够高效顺畅地进行三维数据获取，其主要应用于“扫描万物”，进行各种创新应用等，也可以和3D打印配合，制作DIY摆件等。

Part 03

计量级三维扫描仪种类划分

      先临天远聚焦于工业3D测量，接下来，我们将重点介绍计量级三维扫描设备的分类。目前，根据三维扫描重建，用到不同的光源、不同的结构光编码图案以及不同的数据拼接方式，并结合设备不同的使用模式，计量级三维扫描主要分为以下四种类型：固定式蓝光三维扫描仪、手持式激光三维扫描仪、跟踪式激光三维扫描系统、自动化智能三维检测系统。

      这四种种类没有优劣之分，其适用于不同的工业3D测量场景，本篇文章中，我们简要介绍下这四种类型的主要优势。

      固定式蓝光三维扫描仪，例如：先临天远OptimScan系列，采用光栅结构光（条纹投影技术），将蓝光投射成高密度编码条纹，结合专用的信号处理算法，可将微小的条纹形变换算成微米级的高度变化，搭配高分辨率的工业相机，在数据采集和处理环节都能实现优异的细节还原。同时配合具有抗干扰性更强的窄带蓝光光源，能够实现稳定的计量级精度（最高可达4微米），适用于精密零件的全尺寸检测

      手持式激光三维扫描仪，例如：先临天远FreeScan系列，采用高亮度、高定向性的激光光源。定向能力优秀，可以显著减少光线散射，使得设备具有高精度且重复性精度稳定的优势；高亮度能够在复杂环境下规避干扰，针对一些黑色、反光样件，无需喷粉，直接扫描，配合摄影测量，可以快速完成工件三维检测与3D测量。

      跟踪式激光三维扫描系统，例如：先临天远FreeScan Trak系列，通过跟踪仪拍摄扫描仪自身的标靶框架，完成对扫描仪的空间定位，从而实现扫描时无需贴点，激光光源具有高定向性，能够可以精准的投射到中大型工件表面实现高精度测量，材质适应性强，适用于汽车工业、轨道交通、能源重工等中大型三维扫描场景。

      自动化智能三维检测系统，例如：先临天远RobotScan等（多种扫描仪测头可选），通过扫描仪配合机械臂及其他运动机构，搭配自研自动化控制软件和自研三维检测软件，可进行全自动、标准化三维扫描，快速获取工件的准确三维数据并进行实时在线检测，适用于批量化全尺寸检测场景。