Наш парк профессионального оборудования

Быстрое создание высокоточной трехмерной модели

Что именно требуется проектировщикам, дизайнерам, реставраторам для быстрого создания высококачественной трехмерной модели крыла автомобиля, авиационного двигателя, скульптуры или корпуса яхты? Долгие и сложные измерения с помощью рулетки, штангенциркуля или лекал? Подобная работа, кроме очевидной трудоемкости, требует еще и большого количества временных затрат (недели, месяцы), тогда как полученный в итоге результат, зачастую, оставляет желать лучшего. Кроме того, сделанные вручную измерения необходимо преобразовать определенным образом в цифровой вид для последующей работы в различных средах промышленного проектирования или дизайна. Однако, каждое изменение в форме или размерах объекта неизбежно приводит к необходимости повторения всего алгоритма заново. В век лазеров на смену привычным инструментам приходят современные средства измерения, которые позволяют выполнить подобную работу за считанные секунды и создать цифровую модель объекта с высокой точностью. Так, например, съемка корпуса автомобиля занимает лишь несколько часов, а на съемку скульптуры высотой около одного метра затрачивается не больше получаса; при этом точность выполненных измерений составляет до 0,5 мм! Такие возможности предоставляет трехмерный лазерный сканер Konica Minolta VI-9i.

Высокоточная лазерная сканирующая система

Konica Minolta VI-9i — цифровая высокоточная лазерная сканирующая система, которая позволяет достаточно быстро создавать трехмерные цифровые модели небольших объектов, представленные в результате набором тысяч точек с пространственными координатами. Данная 3D система использует в качестве инструмента лазерного сканирования гальванометрическое вращающееся зеркало.

Назначение лазерного сканера, характеристики и возможности съемки

Сканер Konica Minolta VI-9i предназначается для работы с небольшими объектами (размером до нескольких метров). Уникальная оптико-электронная система данного сканера позволяет создавать цифровую модель объекта с высокой точностью до 0,05 мм. Дальность работы 3D сканера ограничена 2–2,5 м, поэтому при работе прибор располагается в непосредственной близости от объекта съемки и, в зависимости от размеров объекта, перемещается либо сканер, либо сам объект. Для удобства и достижения наивысшей точности проводимых измерений, объект может помещаться на специальную вращающуюся подставку, скорость вращения которой управляется программным контроллером. Специализированное программное обеспечение для управления процессом сканирования позволяет автоматически сшивать отдельные «облака» точек в единое «облако».

Техническое устройство 3D лазерного сканера Konica Minolta VI-9i

В сканере Konica Minolta VI-9i используется триангуляционный метод определения координат. Горизонтальная полоса лазерного излучения отражается от объекта и, попадая в приемник, фиксируется на ПЗС-матрице, далее полученная информация конвертируется в трехмерные координаты. После этого поворот вращающегося зеркала смещает полосу излучения по вертикали, матрица фиксирует новую порцию информации, и так до полного сканирования всего поля зрения прибора. Та же ПЗС-матрица используется для получения цветового изображения объекта. Все эти сложные процессы происходят внутри сканера — для оператора же работа с прибором предельно проста и, в определенной степени, напоминает обычное фотографирование. Лазерный сканер устанавливается на определенном расстоянии от объекта (от 0,5 до 2,5 м), а уже через 4 секунды после запуска процесса сканирования, которое осуществляется посредством компьютера при помощи специальной управляющей программы, получившаяся трехмерная картинка появляется на экране монитора.

Обработка полученных трехмерных данных лазерного сканирования

Цифровые трехмерные модели, полученные с использованием лазерного 3d сканера Konica Minolta VI-9i, могут экспортироваться в CAM/CAD/CAE программы для дальнейшей обработки. Преобразование точечных моделей в полигональные или NURBS-объекты осуществляется с помощью программного обеспечения по обработке данных сканирования, например, Inus RapidForm.

Основные области применения цифрового высокоточного лазерного сканера Konica Minolta VI-9i

Цифровая высокоточная трехмерная лазерная сканирующая система Konica Minolta VI-9i применяется, в основном, в областях, перечисленных ниже, а также в некоторых других.

Машиностроение:

— промышленный дизайн, в котором высокоточное сканирование используется для оцифровки макета или прототипа для последующего анализа и преобразования с помощью компьютерной графики;
— обратное проектирование, то есть создание модели объекта с возможностью последующего экспорта для систем быстрого прототипирования или станков с ЧПУ;
— контроль качества и инспектирование путем сравнения оцифрованной детали с ее CAD-моделью, а также анализ деформаций, износа деталей;
— анализ геометрических параметров объекта, которые не могут быть получены путем прямых измерений на объекте со сложной геометрией.

Архитектура, археология и музейное дело:

— лазерное сканирование необходимых для отрисовки точных фасадных чертежей тонких архитектурных элементов зданий, размер деталей которых составляет миллиметры или первые сантиметры (например, при съемках зданий, представляющих историческую и культурную ценность, такая задача возникает довольно часто);
— создание трехмерных архивов произведений искусств и объектов, найденных при археологических исследованиях; это помогает решать остро стоящую перед человечеством задачу сохранения культурного наследия, значительно облегчает работы по восстановлению и реставрации, способствует обмену информацией между исследователями;
— организация виртуальных музеев и выставок, где любой желающий, не выходя из дома, может увидеть объемное изображение интересующего его предмета, рассмотреть его из любой точки пространства или совершить прогулку по виртуальным галереям.

Медицина:

— бесконтактная диагностика заболеваний;
— виртуальное моделирование операций;
— создание электронных медицинских учебных пособий по анатомии и хирургии.

Медиаприложения:

— использование технологии высокоточного лазерного сканирования в киноиндустрии, рекламной деятельности, компьютерной анимации и прочих областях.