Skanowanie światłem strukturalnym

Czym jest skanowanie światłem strukturalnym?

Skanowanie 3D to proces, dzięki któremu z dużą dokładnością możemy przenieść obiekt rzeczywisty do środowiska wirtualnego, zachowując jego geometrię, strukturę, a nawet kolor. Model taki jest przechowywany w postaci trójwymiarowej i może być szybko edytowany, co ma niebagatelne znaczenie w wielu gałęziach przemysłu i nauki.

W PKIG  usługę skanowania laserowego świadczymy już od niemal 10 lat. Stosujemy przy tym wysokiej klasy skanery laserowe Leica, których zasada opiera się na odbiciu wiązki lasera od obiektu oraz zarejestrowaniu jej parametrów (odległości i kierunku do obiektu). Takie skanery sprawdzają się świetnie w przypadku skanowania dużych obiektów typu budynki i budowle. Po więcej odnośnie ich zastosowania zapraszamy tutaj.

Od pewnego czasu wdrożyliśmy też nową usługę – skanowanie z wykorzystaniem skanerów światła strukturalnego. Zasada ich działania opiera się na detekcji odbicia promieni światła od powierzchni skanowanego przedmiotu. Skanery 3D, które korzystają ze światła strukturalnego, emitują je w postaci linii padających na analizowany przedmiot. Położenie wiązki cały czas się zmienia, a kamera urządzenia rejestruje i analizuje ułożenie linii. Z tych danych generowany jest cyfrowy model obiektu.

Skanery wykorzystujące światło strukturalne, w odróżnieniu od skanerów laserowych, dobrze sprawdzają się w detekcji drobnych szczegółów. Wykorzystanie metody wyznaczania punktów pomiarowych z każdego piksela na wykonanym zdjęciu umożliwia uzyskiwanie bardzo wysokich rozdzielczości. W efekcie możliwy jest pomiar szczegółów wielkości dziesiątek części milimetra.

Skanery optyczne a geodezja

Skanery światła strukturalnego, zwane także skanerami optycznymi, znajdują swoje zastosowanie głównie przy małych obiektach o wielkości maksymalnie kilku metrów. Wynika to z dobrze znanego nam w geodezji prawa przenoszenia się błędów wynikającego z dopasowania ze sobą skrajnych skanów. Przykładowo skanując ścianę o długości 10m jesteśmy w stanie na niej namierzyć rysy o wielkości poniżej 1mm, jednak cała długość pomierzona na skanie może się różnić np. 1cm od prawidłowej wartości.

Aby wyeliminować tego typu problemy, postanowiliśmy zintegrować dobrze znane nam techniki geodezyjne pozwalające osiągać dokładności milimetrowe na obiektach wielkości kilkudziesięciu metrów właśnie z technologią skanowania laserowego. Takie podejście wraz z precyzją skanowania światłem strukturalnym gwarantuje zachowanie szczegółów nawet w modelowaniu bardzo dużych obiektów.

Zastosowanie skanerów światła strukturalnego

Skanery optyczne znajdą swoje zastosowanie wszędzie tam gdzie niezbędna jest wysoka precyzja pomiaru, w szczególności gdy skanowany obiekt musi zostać następnie odwzorowany w rzeczywistości np. poprzez technologię druku 3D lub po prostu zaprezentowany jako cyfrowy bliźniak oryginału

Przykładowe zastosowania to m. in.

• skanowanie obiektów muzealnych (zwłaszcza w czasach COVID-19) na cele publikacji zbiorów w internecie
• skanowanie karoserii pojazdów na cele przebudowy i projektowania
• skanowanie różnych elementów na cel ich późniejszego druku 3D
• skanowanie do kontroli jakości wykonanych elementów
• skanowanie obiektów sakralnych
• dokumentacja odkrywek i obiektów archeologicznych

Zalety wykorzystania skanera strukturalnego

Decydując się na usługę skanowania światłem strukturalnym nasi klienci zyskują:

• oszczędność pieniędzy – dzięki umożliwieniu wielorazowego wykorzystania modelu,
• czas – skanowanie znacząco przyśpiesza uzyskanie pomiaru względem pomiarów np. linijką/dalmierzem
• wiarygodność – skaner ma określony błąd pomiaru, jest również odpowiednio wzorcowany,
• powtarzalność – raz uzyskany model może być wykorzystany ponownie bez ryzyka zmiany parametrów.

Nasz sprzęt

PKIG pracuje na doskonałej jakości skanerze EinScan-Pro. Jest to skaner zapewniający szybkie i precyzyjne obrazowanie. Rozdzielczość skanu to nawet 0,1 mm, przy minimalnej wielkości obiektu 0,03 mm. W trybie skanowania ręcznego szybkość skanu to aż 10 klatek/s, natomiast przy użyciu statywu, pojedynczy skan trwa mniej niż 2 sekundy.

Generowane modele są zapisywane w formatach kompatybilnych z większością systemów CAD. EinScan-Pro skanuje geometrię z pełną informacją o kolorze i teksturze.