اسکنر سه بعدی : اسکنر بر پایه لیزرTrigonometric Triangulation اسکنرهای بر پایه لیزر

معرفی چند مدل از تکنولوژی های معروف اسکنر سه بعدی

خلاصه

اسکنر سه بعدی : اسکنر بر پایه لیزر
اسکنرهای بر پایه لیزر از پروسه‌ای استفاده می‌کنند که Trigonometric Triangulation نام دارد و برای ثبت اجسام سه بعدی به صورت میلیون‌ها نقطه استفاده می‌شود.
اسکنرهای لیزری یک یا چند خط لیزر را بر جسم می‌تابانند و سپس بازتاب آن را با یک یا چند سنسور دریافت می‌کنند. سنسورها در فاصله‌ای معلوم از منابع لیزر قرار دارند.

قسمت پنج

قسمت قبل

اسکنرهای بر پایه لیزر

اسکنرهای بر پایه لیزر از پروسه‌ای استفاده می‌کنند که Trigonometric Triangulation نام دارد و برای ثبت اجسام سه بعدی به صورت میلیون‌ها نقطه استفاده می‌شود.

اسکنرهای لیزری یک یا چند خط لیزر را بر جسم می‌تابانند و سپس بازتاب آن را با یک یا چند سنسور دریافت می‌کنند. سنسورها در فاصله‌ای معلوم از منابع لیزر قرار دارند.

با محاسبه‌ی زاویه‌ی بازتاب نور لیزر، محل نقاط به طور دقیق اندازه‌گیری می‌شود.

اسکنرهای لیزری به شکل‌های دستی و قابل حمل، دارای بازوی مکانیکی(Arm Based)، بر اساس CMM یا CMM Based، ردیاب برد بلند یک نقطه(Single Point Long Range Trackers) و حتی بزرگ-مقیاس وجود دارند.

مزایای اسکنرهای سه بعدی لیزری

توانایی اسکن سطوح دشوار همچون سطوح براق.
حساسیت کمتر به تغییرات وضعیت نور محیط .
به نسبت دیگر اسکنرهای سه بعدی، این اسکنرها راحت‎‌تر می‌توانند به عنوان اسکنر قابل حمل استفاده شوند .
طراحی ساده‌تر استفاده‌ی آسانتر و هزینه‌ی کمتر .

اسکنرهای سه بعدی متوسط/بزرگ-مقیاس

اسکنرهای سه بعدی بزرگ مقیاس به دو فرم اصلی دسته‌بندی می‌شوند؛ پالس-محور و تغییر-فاز-محور.

هر دو روش برای اسکن سه بعدی اجسام بزرگ مانند ساختمان‌ها، سازه‌‎های معماری، هواپیما و ماشین‌آلات نظامی مناسب هستند.

البته اسکنرهای سه بعدی تغییر-فاز-محور برای اجسامی با اندازه‌ی متوسط همچون اتومبیل‌ها، پمپ‌های بزرگ و تجهیزات صنعتی هم کارایی بسیار خوبی دارد.

اسکنرهای سه بعدی لیزری پالس-محور (Laser Pulse-Based 3D Scanners)

اسکنرهای سه بعدی لیزری پالس-محور که به عنوان اسکنرهای زمان پرواز(Time-of-Flight) هم شناخته می‌شوند، بر اساس یک مفهوم بسیار ساده شکل گرفته‌اند؛ سرعت نور به طور بسیار دقیقی معلوم است.

بنابراین، اگر طول زمانی که یک پالس لیزر برای رسیدن به یک جسم و بازتاب از سطح آن صرف می‌کند مشخص باشد، فاصله‌ی سنسور تا جسم معین می‌گردد. این اسکنرها میلیون‌ها پالس لیزر را با دقت زمانی پیکوثانیه می‌فرستند و دریافت می‌کنند. با دوران لیزر و سنسور (معمولاً به وسیله یک آینه)، اسکنر می‌تواند حتی تا ۳۶۰ درجه را در پیرامون خودش اسکن نماید.

اسکنرهای سه بعدی لیزری تغییر-فاز-محور(Laser Phase Shift 3D Scanner)

اسکنرهای سه بعدی تغییر-فاز-محور دسته‌ای دیگر از اسکنرهای زمان پرواز هستند و به طور مفهومی همانند اسکنرهای پالس-محور عمل می‌کنند. این اسکنرها یک پالس لیزر را با فاز معین می‌فرستند و دریافت می‌کنند.

سپس به مقایسه‌ی فاز لیزر خروجی و ورودی می‌پردازند و با مشخص کردن تغییر فاز ایجاد شده، فاصله‌ی سنسور و جسم را محاسبه می‌کنند.

اندازه‌گیری با استفاده از روش تغییر-فاز-محور به طور معمول دقیقتر است، ولی برای اسکن اجسام بزرگ، این روش از انعطاف‌پذیری کمتری نسبت به روش پالس-محور برخوردار است. اسکنرهای سه بعدی پالس-محور می‌توانند اجسامی با ابعادی تا ۱۰۰۰ متر را اسکن نمایند، در حالی که اسکنرهای تغییر-فاز-محور برای اجسامی با ابعاد حداکثر ۳۰۰ متر مناسب‌تر هستند.