隨著三維數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展,高精度三維掃描儀在逆向設(shè)計、質(zhì)量檢測、快速成型等行業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,給制造業(yè)帶來了高效、便捷的效益。
目前工業(yè)級高精度三維掃描儀,技術(shù)含量相對較高,門檻高,除了國外大品牌,就是少數(shù)擁有研發(fā)能力的國產(chǎn)品牌,價格相差較大。大致有如下三大類,各有優(yōu)缺點:(1)進口三維掃描儀,擁有自主研發(fā)知識產(chǎn)權(quán)的,比如GOM、蔡司等,這些進口品牌質(zhì)量好,但是價格非常高,加上離原產(chǎn)地遠,后期使用出現(xiàn)問題維護成本高,效率慢,普通企業(yè)很難用得起;
國產(chǎn)自主研發(fā)三維掃描儀,擁有自主研發(fā)知識產(chǎn)權(quán)的,比如研發(fā)實力雄厚的后起之秀新拓三維,國產(chǎn)品牌總體近幾年技術(shù)進步神速,質(zhì)量不錯,價格也親民,后期維護成本相對較低;
國產(chǎn)三維掃描儀,自己搭建硬件系統(tǒng),軟件采用自主研發(fā)可以支持定制,對于非標產(chǎn)品應(yīng)用需求來說,這比進口品牌是非常有優(yōu)勢的,國產(chǎn)自研儀器設(shè)備價格相對較低,軟件也是自行研發(fā)的,后期使用出現(xiàn)問題可以及時跟進得到快速、妥善的解決。
目前,國家政策對于國產(chǎn)儀器的采購和選用也是大力支持,《中華人民共和國政府采購法》規(guī)定,政府采購應(yīng)當采購本國貨物、工程和服務(wù)。
我國國家政策對于本土儀器企業(yè)的支持,一方面體現(xiàn)在政策中鼓勵優(yōu)先采購本國貨物,鼓勵向創(chuàng)新企業(yè)和中小企業(yè)傾斜;另一方面,進口產(chǎn)品采購需要進行論證備案,部分省份甚至經(jīng)過專家論證形成了政府采購進口產(chǎn)品清單“非必要不進口”,進而限制進口儀器的采購,非進口產(chǎn)品清單上的儀器設(shè)備要求采購國產(chǎn)。本文特將14省2021年新發(fā)布的國產(chǎn)儀器支持政策加以整理。
《中華人民共和國政府采購法》規(guī)定,政府采購應(yīng)當采購本國貨物、工程和服務(wù)。(本國貨物,是指在中國境內(nèi)生產(chǎn),且國內(nèi)生產(chǎn)成本超過一定比例的最終產(chǎn)品。國內(nèi)生產(chǎn)成本比例=(產(chǎn)品出廠價格-進口價格)/產(chǎn)品出廠價格。)
國產(chǎn)自研高精度三維掃描儀,核心技術(shù)與進口掃描儀產(chǎn)品類型,都是基于雙目立體視覺原理,采用藍光投射外差式多頻相移技術(shù),實現(xiàn)非接觸式的物體表面三維數(shù)據(jù)的細致、精確、快速獲取。
藍光技術(shù):采用高亮度藍光測量頭,有效避免環(huán)境光的干擾,提高測量精度。
高速?高精度:1-2s內(nèi)獲取相關(guān)數(shù)據(jù),可呈現(xiàn)較高的細節(jié)特征,提供高精度結(jié)果。
高穩(wěn)定性:一體式外殼設(shè)計,做工精密,在嚴苛的條件下也能穩(wěn)定使用。
自動監(jiān)控:識別環(huán)境變化并進行相應(yīng)補償,自動檢測校準狀態(tài)、拼接精度、環(huán)境變化。
移動測量:借助移動支架、機械臂等,實現(xiàn)半自動到全自動、小范圍到大范圍檢測流程。


國產(chǎn)高精度三維掃描儀關(guān)鍵技術(shù)—雙目立體視覺技術(shù)
基于視差原理并利用成像設(shè)備從不同的位置獲取被測物體的兩幅圖像,通過計算圖像對應(yīng)點間的位置偏差,來獲取物體三維幾何信息。

國產(chǎn)高精度三維掃描儀關(guān)鍵技術(shù)—多頻外差相移技術(shù)
測量時光柵投影裝置投影多幅多頻光柵到待測物體上,成一定夾角的兩個攝像頭同步采得相應(yīng)圖象,對圖象進行解碼和相位計算,利用立體匹配技術(shù)、三角形測量原理,解算出兩個攝像機公共視區(qū)內(nèi)像素點的三維坐標,最終得到三維點云。

國產(chǎn)高精度三維掃描儀關(guān)鍵技術(shù)—點云及網(wǎng)格處理技術(shù)
孔洞識別、蟻群策略;曲面擬合、鄰域平滑
劃分采樣、三角化;孔洞優(yōu)化、拓撲保持

國產(chǎn)高精度三維掃描儀關(guān)鍵技術(shù)—圖像采集及處理技術(shù)
多種編碼圖案的制備技術(shù):編碼標記點、編碼結(jié)構(gòu)光、隨機散斑圖案
多種圖像處理技術(shù):標記點識別、結(jié)構(gòu)光解碼、散斑圖像匹配、物體特征提取等
彩色圖像處理技術(shù):彩色圖像融合、UV貼圖等
