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高精度三維掃描儀參數(shù)深度解析:分辨率篇
2025.10.28
技術(shù)講堂

“資深工程師的干貨分享:教您如何選對/用好三維掃描儀”
第
12
期
-THE TWELFTH-
深度解析三維掃描儀的掃描分辨率
從上一期技術(shù)講堂開始,我們著重為用戶介紹三維掃描儀的一些重要參數(shù),致力于幫助用戶了解如何精準(zhǔn)匹配滿足使用需求的三維掃描解決方案及其日常使用、維護(hù)技巧。
上期技術(shù)講堂,深入介紹了三維掃描儀“精度”這項核心參數(shù),本期,我們將焦點轉(zhuǎn)向另一關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)——分辨率,也常被稱為點距,它直接影響了三維數(shù)據(jù)還原實物形狀的準(zhǔn)確度,特別是一些細(xì)節(jié)幾何特征。
Part 01
高精度三維掃描儀的分辨率是什么?
在高精度三維掃描儀中,我們經(jīng)常會提到分辨率或者點距這個概念,那么它到底是什么?這里我們所說的分辨率和一些我們平常所理解的顯示器分辨率、圖像分辨率不同,這里指的是空間分辨率,但是除了空間分辨率,像一些彩色3D掃描儀,也會涉及到圖像分辨率。今天我們主要介紹空間分辨率。
空間分辨率,一般是描述掃描儀獲取的三維數(shù)據(jù)中相鄰兩點間距離的參數(shù),這個直接決定了三維數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié)還原程度。分辨率高時,點距小,細(xì)節(jié)還原就越細(xì)膩。反之,分辨率低,點距相對較大,細(xì)節(jié)還原度較差。

那么為什么分辨率越高,點距越小,細(xì)節(jié)還原越好呢?這是因為三維掃描數(shù)據(jù)是由點云封裝而成,點距越小,能夠表達(dá)的幾何特征細(xì)節(jié)還原度就越好,我們這里給大家舉一個例子,我們看屏幕上的圖,圖1和圖2都要還原一個圓形,圖1相對于圖2使用了更小的點距,可以顯而易見的看到,圖1的還原性就更好。

Part 02
高精度三維掃描的分辨率受什么影響?
三維掃描儀的分辨率由多項因素影響,主要因素是相機像素、像元大小、幅面等。不過固定式藍(lán)光三維掃描儀和手持式激光三維掃描儀的點云生成原理不同,會稍有差異。
固定式藍(lán)光三維掃描儀,通過掃描單幀圖像就可以輸出點云,其分辨率可以通過相機像素和幅面數(shù)值計算得到,例如OptimScan 5M Plus計量級高精度藍(lán)光三維掃描儀,其相機像素為500萬,則具有2560*1920個像素點,在使用200范圍的幅面時,其幅面為200mm*150mm,其橫向上的點距=200÷2560=0.078≈0.08mm,同樣,縱向的點距也是相同的計算方法。
那么,在這個系列的三維掃描儀中,像素越高,幅面越小,則點距越小。OptimScan 9M計量級高精度藍(lán)光三維掃描儀,擁有890萬像素的高性能工業(yè)相機,能夠非常準(zhǔn)確地捕捉細(xì)小的幾何特征。
1) 光貓后殼

光貓的多孔洞和深槽結(jié)構(gòu)對掃描設(shè)備的細(xì)節(jié)捕捉能力提出了嚴(yán)苛的要求,即使0.7508mm的細(xì)窄結(jié)構(gòu),OptimScan 9M也可以從容地迎接這一挑戰(zhàn)。
2) 筆記本后殼

OptimScan 9M輕松獲取筆記本后殼的完整三維數(shù)據(jù),準(zhǔn)確還原其切角、螺紋孔、卡扣等復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu),精細(xì)處僅0.3749mm。
3) 30mm的中國大鍬

OptimScan 9M連大鍬“足尖”的數(shù)據(jù)也可以精準(zhǔn)捕獲,細(xì)處直徑僅0.0227mm。
那么,手持式激光三維掃描儀的三維數(shù)據(jù)為多幀數(shù)據(jù)拼接融合生成,其點距除了受相機像素、像元大小、幅面的影響外,另外一個重要因素則是算法,這也是十分考驗廠商的一個研發(fā)積累,先臨三維在算法上不斷優(yōu)化,實現(xiàn)了對于小點距的數(shù)據(jù)處理邏輯優(yōu)化,兼顧細(xì)節(jié)以及數(shù)據(jù)精度。在進(jìn)行一些工件的局部精掃時,可以達(dá)到很好的細(xì)節(jié)效果。
Part 03
高精度三維掃描的精度和分辨率的關(guān)系?
在一些情況下,有些用戶會將精度和分辨率搞混,那么精度和分辨率之間是什么關(guān)系?首先,精度和分辨率是單獨的兩個概念。
精度是表示觀測值與真值的接近程度,代表測量尺寸的準(zhǔn)確性。而分辨率則是表示還原幾何特征的精細(xì)程度。兩者所代表的內(nèi)容不同,但是其也一定的聯(lián)系。
當(dāng)我們在測量一些精密零件時,細(xì)節(jié)的還原程度越好,則精度越高,例如測量一些葉片R角這種尺寸非常小的幾何特征時,只有形狀還原準(zhǔn)確,才能測量準(zhǔn)確。
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至此,我們對分辨率的講解暫告一段落,其在高精度三維掃描中不可或缺。
未來,我們還將帶來更多三維掃描領(lǐng)域的專業(yè)知識,敬請期待。技術(shù)之旅,未完待續(xù),我們下期再會。