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手持式激光三维扫描仪有几种扫描方式,有何区别?

更新：2023年02月14日 06:20 好一点

好一点小编带来了手持式激光三维扫描仪有几种扫描方式,有何区别?，希望能对大家有所帮助，一起来看看吧！

手持式激光三维扫描仪的扫描方式有3种，其区别是：

第一种三维扫描仪：点测量。适合做物体表面形位公差检测用。

通过每一次的测量点反映物体表面特征，优点是精度高，但速度慢，如果要做逆向工程，只能在测量高精密形位公差要求的物体上有优势。

第二种三维扫描仪：线测量。适合扫描中小件物体，扫描景深小（一般只有5公分），精度较高，此代系统是发展比较成熟的,其新产品最高精度已经达到0.01微米。所以，精度上，其比肩点扫描。速度上已有极大地提高。在高精度工业设计领域，将有广阔用途。

通过一段（一般为几公分，激光线过长会发散）有效的激光线照射物体表面，再通过传感器得到物体表面数据信息。

第三种三维扫描仪：面测量。

用于3D检测;

钣金检测和公差分析;检具检测;CAD比对;大型金属构架测。

通过一组（一面光）光栅的位移，再同时经过传感器而采集到物体表面的数据信息。

三维扫描仪（3D scanner）是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状（几何构造）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。三维扫描仪的*并非仰赖单一技术，各种不同的重建技术都有其优缺点，成本与售价也有高低之分。目前并无一体通用之重建技术，仪器与方法往往受限于物体的表面特性。例如光学技术不易处理闪亮（高反照率）、镜面或半透明的表面，而激光技术不适用于脆弱或易变质的表面。

三维扫描仪的用途是创建物体几何表面的点云（point cloud），这些点可用来插补成物体的表面形状，越密集的点云可以创建更精确的模型（这个过程称做三维重建）。若扫描仪能够获取表面颜色，则可进一步在重建的表面上粘贴材质贴图，亦即所谓的材质印射（texture mapping）。

三维扫描仪可模拟为照相机，它们的视线范围都呈现圆锥状，信息的搜集皆限定在一定的范围内。两者不同之处在于相机所抓取的是颜色信息，而三维扫描仪测量的是距离。由于测得的结果含有深度信息，因此常以深度视频（depth image）或距离视频（ranged image）称之。

由于三维扫描仪的扫描范围有限，因此常需要变换扫描仪与物体的相对位置或将物体放置于电动转盘（turnable table）上，经过多次的扫描以拼凑物体的完整模型。将多个片面模型集成的技术称做视频配准（image registration）或对齐（alignment），其中涉及多种三维比对（3D-matching）方法。

三维扫描仪分类为接触式（contact）与非接触式（non-contact）两种，后者又可分为主动扫描（active）与被动扫描（passive），这些分类下又细分出众多不同的技术方法。使用可见光视频达成重建的方法，又称做基于机器视觉（vision-based）的方式，是今日机器视觉研究主流之一。

接触式扫描：

接触式三维扫描仪透过实际触碰物体表面的方式计算深度，如座标测量机（CMM,CoordinateMeasuring Machine）即典型的接触式三维扫描仪。此方法相当精确，常被用于工程*产业，然而因其在扫描过程中必须接触物体，待测物有遭到探针破坏损毁之可能，因此不适用于高价值对象如古文物、遗迹等的重建作业。此外，相较于其他方法接触式扫描需要较长的时间，现今最快的座标测量机每秒能完成数百次测量，而光学技术如激光扫描仪运作频率则高达每秒一万至五百万次。

非接触主动式扫描：

主动式扫描是指将额外的能量投射至物体，借由能量的反射来计算三维空间信息。常见的投射能量有一般的可见光、高能光束、超音波与X射线。

时差测距（Time-of-Flight）

光达（lidar，LIght Detection And Ranging的缩写，或称3D激光扫描仪）可用于扫描建筑物、岩层（rock formations）等，以*3D模型。光达的激光光束可扫描相当大的范围：如图中此款的仪器头部可水平旋转360度，而反射激光光束的镜面则在垂直方向快速转动。仪器所发出的激光光束，可量测仪器中心到激光光所打到第一个目标物之间的距离。

时差测距（time-of-flight，或称'飞时测距'）的3D激光扫描仪是一种主动式（active）的扫描仪，其使用激光光探测目标物。图中的光达即是一款以时差测距为主要技术的激光测距仪（laser rangefinder）。此激光测距仪确定仪器到目标物表面距离的方式，是测定仪器所发出的激光脉冲往返一趟的时间换算而得。即仪器发射一个激光光脉冲，激光光打到物体表面后反射，再由仪器内的探测器接收信号，并记录时间。由于光速（speed of light)为一已知条件，光信号往返一趟的时间即可换算为信号所行走的距离，此距离又为仪器到物体表面距离的两倍，故若令为光信号往返一趟的时间，则光信号行走的距离等于。显而易见的，时差测距式的3D激光扫描仪，其量测精度受到我们能多准确地量测时间，因为大约3.3皮秒（picosecond；微微秒）的时间，光信号就走了1毫米。

激光测距仪每发一个激光信号只能测量单一点到仪器的距离。因此，扫描仪若要扫描完整的视野（field of view），就必须使每个激光信号以不同的角度发射。而此款激光测距仪即可透过本身的水平旋转或系统内部的旋转镜（rotating mirrors）达成此目的。旋转镜由于较轻便、可快速环转扫描、且精度较高，是较广泛应用的方式。典型时差测距式的激光扫描仪，每秒约可量测10,000到100,000个目标点。

三角测距（Triangulation）

Principle of a laser triangulation sensor. Two object positions are shown.

三角测距3D激光扫描仪，也是属于以激光光去侦测环境情的主动式扫描仪。相对于飞时测距法，三角测距法3D激光扫描仪发射一道激光到待测物上，并利用摄影机查找待测物上的激光光点。随着待测物（距离三角测距3D激光扫描仪）距离的不同，激光光点在摄影机画面中的位置亦有所不同。这项技术之所以被称为三角型测距法，是因为激光光点、摄影机，与激光本身构成一个三角形。在这个三角形中，激光与摄影机的距离、及激光在三角形中的角度，是我们已知的条件。透过摄影机画面中激光光点的位置，我们可以决定出摄影机位于三角形中的角度。这三项条件可以决定出一个三角形，并可计算出待测物的距离。在很多案例中，以一线形激光条纹取代单一激光光点，将激光条纹对待测物作扫描，大幅加速了整个测量的进程。National Research Council of Canada是致力于研发三角测距激光扫描技术的协会之一（1978）。

手持激光（Handhold Laser）

手持激光扫描仪透过上述的三角形测距法建构出3D图形：透过手持式设备，对待测物发射出激光光点或线性激光光。以两个或两个以上的侦测器（电耦组件或位置感测组件）测量待测物的表面到手持激光产品的距离，通常还需要借助特定参考点－通常是具黏性、可反射的贴片－用来当作扫描仪在空间中定位及校准使用。这些扫描仪获得的数据，会被导入计算机中，并由软件转换成3D模型。手持式激光扫描仪，通常还会综合被动式扫描（可见光）获得的数据（如待测物的结构、色彩分布），建构出更完整的待测物3D模型。

结构光源（Structured Lighting）

将一维或二维的图像投影至被测物上，根据图像的形变情形，判断被测物的表面形状，可以非常快的速度进行扫描，相对于一次测量一点的探头，此种方法可以一次测量多点或大片区域，故能用于动态测量。

调变光（Modulated Lighting）调变光三维扫描仪在时间上连续性的调整光线的强弱，常用的调变方式是周期性的正弦波。借由观察视频每个像素的亮度变化与光的相位差，即可推算距离深度。调变光源可采用激光或投影机，而激光光能达到极高之精确度，然而这种方法对于噪声相当敏感。

非接触被动式扫描

被动式扫描仪本身并不发射任何辐射线（如激光），而是以测量由待测物表面反射周遭辐射线的方法，达到预期的效果。由于环境中的可见光辐射，是相当容易获取并利用的，大部分这类型的扫描仪以侦测环境的可见光为主。但相对于可见光的其他辐射线，如红外线，也是能被应用于这项用途的。因为大部分情况下，被动式扫描法并不需要规格太特殊的硬件支持，这类被动式产品往往相当便宜。

立体视觉法（Stereoscopic）

传统的立体成像系统使用两个放在一起的摄影机，平行注视待重建之物体。此方法在概念上，类似人类借由双眼感知的视频相叠推算深度（当然实际上人脑对深度信息的感知历程复杂许多），若已知两个摄影机的彼此间距与焦距长度，而截取的左右两张图片又能成功叠合，则深度信息可迅速推得。此法须仰赖有效的图片像素匹配分析（correspondence *ysis），一般使用区块比对（block matching）或对极几何（epipolar geometry）算法达成。

使用两个摄影机的立体视觉法又称做双眼视觉法（binocular），另有三眼视觉（trinocular）与其他使用更多摄影机的延伸方法。

色度成形法（Shape from Shading）

早期由B.K.P. Horn等学者提出，使用视频像素的亮度值代入预先设计之色度模型中求解，方程式之解即深度信息。由于方程组中的未知数多过限制条件，因此须借由更多假设条件缩小解集之范围。例如加入表面可微分性质（differentiability）、曲率限制（curvatureconstraint）、光滑程度（*oothness）以及更多限制来求得精确的解。此法之后由Woodham派生出立体光学法。

立体光学法（Photometric Stereo）

为了弥补光度成形法中单张照片提供之信息不足，立体光学法采用一个相机拍摄多张照片，这些照片的拍摄角度是相同的，其中的差别是光线的照明条件。最简单的立体光学法使用三盏光源，从三个不同的方向照射待测物，每次仅打开一盏光源。拍摄完成后再综合三张照片并使用光学中的完美漫射（perfect diffusion）模型解出物体表面的梯度向量（gradients），经过向量场的积分后即可得到三维模型。此法并不适用于光滑而不近似于朗伯表面（Lambertian surface）的物体。

轮廓法

此类方法是使用一系列物体的轮廓线条构成三维形体。当物体的部分表面无法在轮廓线上展现时，重建后将丢失三维信息。常见的方式是将待测物放置于电动转盘上，每次旋转一小角度后拍摄其视频，再经由视频处理技巧去除背景并取出轮廓线条，搜集各角度之轮廓线后即可“刻划”成三维模型。

用户辅助

另外有些方法在重建过程中需要用户提供信息，借助人类视觉系统之独特性能，辅助完成重建程序。这些方式都是基于照片摄影原理，针对同个物体拍摄视频以推算三维信息。另一种类似的方式是全景重建（panoramicreconstruction），乃是在定点上拍摄四周视频使之得以重建场景环境。

应用

在马德罗丹*的3D*，由Shapeways3D打印。Fantasitron 3D*的照片展台

逆向工程

逆向工程，是一种技术过程，即对一项目标产品进行逆向分析及研究，从而演绎并得出该产品的处理流程、组织结构、功能性能规格等设计要素，以*出功能相近，但又不完全一样的产品。逆向工程源于商业及军事领域中的硬件分析。其主要目的是，在不能轻易获得必要的生产信息下，直接从成品的分析，推导出产品的设计原理。逆向工程可能会被误认为是对知识产权的严重侵害，但是在实际应用上，反而可能会保护知识产权所有者。例如在集成电路领域，如果怀疑某公司侵犯知识产权，可以用逆向工程技术来查找证据。

三维扫描仪选择指南

手持式三维扫描仪，是一种可以用手持扫描来获取物体表面三维数据的便携式三维扫描仪。它是三维扫描仪中最常见的扫描仪。它用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状（几何构造）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质），搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。

华朗手持式三维扫描仪特点：

操作简单

1.开箱即用，不用标定

2.按住电源键即可扫描物件

3.无需外接交流电源

4.软件系统操作简洁，界面直观明了，可用快捷键操作

小巧便携

1.外形小巧,重量轻（950g），携带方便例如:在飞机汽车内使用

2.无需外接电源,在室外或无电源的地方使用也很方便

扫描幅面

采用红色激光线技术，扫描幅面不限，视物件与机器距离而定

自动拼接

1.采用角点技术，全自动拼接方式（可对拼接做整体优化，减少全局误差）

2.对扫描复杂形状物体（如：汽车及内饰件等）尤为擅长，效率高、效果好、无盲区

精度高

1.提供高达0.05毫米的精度，

2.自带三维摄影测量系统（有效提高精度）

3.采用独创的角点技术，与业界常用的圆点标记贴相比，定位精度更高

我没有接触过华朗手持式三维扫描仪，我是在他们的网站上找的，不知道的对不对

三维手持式三维扫描仪的特点：

1.高分辨率：检测每个细节并提供极高的分辨搴。

2.极高精度：提供无可比拟的高精度，生成精密的3D物体图像。

3.真正自动多分辨率：新型批量三角化处理装置(DecimateTriangles slider)可在需要时保持更高分辨率，同时在平面上保持更大三角形网格，从而生成更小的STL文件格式。

4.双扫描模式：用户可使用安装在设备顶部的按钮在正常和高分辨率扫描模式之间切换。正常分辨率对于大型部件和动态扫描十分有用，而高分辨率专用于要求严格的复杂表面。

5.自定位：不需要额外跟踪或定位设备，创新的定位目标点技术可以使用户根据其需要以任何方式、角度移动被测物体。

6.真正便携式设备：可装入一只手提箱，携带到作业现场或者转移于工厂之间。

7.价格实惠：极具竞争力，不需要连接CMM扫描臂或其他外部跟踪装置，且成本维护费用极低。 8.功能强大：即使在狭小的空闻内使用都应用自如，可扫描任何尺寸、形状及颜色的物体。

打开系统设置，扫描仪和照相机，然后设置扫描模式为：彩色模式(RGB)，然后设置好分辨率即可。手持式三维扫描仪(3D scanner)是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状（几何构造）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）。

您用的是creaform的扫描仪？激光的还是白光的？哪一个型号？

1、一般使用的时候要注意线的连接，数据线电源线不能折死角，扫描时线的连接处不能悬空

2、校准板是玻璃的，一定要轻拿轻放，不用了就收起来放在箱子里，校准板里面的点不能用手触摸

3、扫描仪使用完后，扫描本体（机子）要放在原来桌子边缘，如果是现场，可以放在地上，但是要注意，放在安全的地方。

4、如果是激光的，需要贴点，点不能贴的太均匀，随意贴，但不要贴在边缘。

等

网上有很多价格信息，我归下类：

100万左右的，较大型进口三维扫描仪，一般为激光测绘或车床设计方面

70~80万的，较大型的进口货，扫描文物或者人体什么的，国内有一家叫北京博维恒信的人体三维扫描仪，全套下来大概在这个价位。

50~60万，高精细三维扫描仪，国外除了便携式的大多都在这个价位，国内大多都是复合型的，也就是三维扫描仪和三坐标测量机集成在一起，能有这个价位。

30万~40万，国外的便携式三维扫描仪和国内高精度型的差不多也在这个层次上

10万~20万，国内的便携式，手持式三维扫描仪

5~10万，市场上有一些盗版三维扫描仪价格较低，就看它的信誉能力能不能支撑了

随着经济全球化的不断深入，科学技术的不断创新突破，“中国*”正逐渐成为受尊敬的标签；尤其在科技领域，如小米、大疆、华为等一批来自中国优秀的智能科技企业正积极活跃于世界舞台，不断挑战和打破消费者原有对中国*的认知，越来越受到全球用户的认可和喜爱。

在全球3D打印行业高速发展的背景下，先临三维凭借 3D数字化与3D打印两大核心技术，在进军海外市场的路上高歌猛进，逐渐引起外媒广泛地正面关注。

而作为先临三维旗下的明星产品—— EinScan系列三维扫描仪，自上市以来，在全球行业媒体和用户之间保持了持续的影响力，并多次被国际3D行业权威媒体网站收入推荐榜单，在一众海外品牌产品的包围下，彰显国货力量的崛起，成为3D打印领域的“国货之光”。

下面快来跟我一起看看，

这些外媒对EinScan系列是如何评价的吧~

All3DP成立于2014年，是介绍3D打印资讯的全球领先杂志，每月拥有超过200万用户；同时也是国际权威3D行业测评网站。

无论是初学者还是专业人士，All3DP.com都为其提供兼顾专业性和娱乐性的资讯。

ALL3DP.com最新发布的榜单2020 Best 3D Scanners (Summer Update)，先临三维四款不同类型EinScan系列产品设备同时上榜。

榜单数据图片来源于ALL3DP.com

此外，ALL3DP还特别发布了一篇主题为“Einscan Pro 2X Plus Review：Best value (Spring 2020)”的文章，在文中详细讲解了EinScan Pro 2X Plus手持式三维扫描仪成功入选的原因。

图片来源于ALL3DP.com

ALL3DP通过真实扫描物体对 EinScan Pro 2X Plus手持式三维扫描仪的样式、功能特点、软件及配件进行体验测评。

图片来源于ALL3DP.com

在测试体验过程中，给予了真实评价反馈。

EinScan Pro 2X Plus Review

VERDICT

优势：

-扫描非常好

-活跃的用户社区

-先临三维的即时支持

-多用途-提供手持和固定模式

-模块化设计，不需要在不会使用的特性上消费

-高性价比

-强大的ExScan Pro软件

劣势：

-软件确实占用了大量的计算机内存。为了确保你的电脑能够完成任务，请耐心；

-有时在封装的过程中，会出现标志点丢失的情况

-像大多数扫描仪一样，扫描头发、反光和黑色材质物件有一定难度；

最后，ALL3DP为EinScan Pro 2X Plus进行测评总结，给予了不俗的评价。

原文翻译：

“ 简单地说，这是一个非常酷的3D扫描仪。它很直观且有趣，但更重要的是，它提供了专业但简单的工作流程。模块化设计体现了它的灵活性，因此不需要浪费钱在你永远不会使用的特性。该软件本身是强大的，并提供了一些后处理工具，虽然不是完美的，但完全能满足需求。当然，扫描仪本身是强大的，很容易扫描物体和人，有效地收集数据并将其加工成3D形式。

如果您正在为您的业务或工作场所寻找一个价格合理，并且能够提供专业工作流程的扫描仪，这台机器能满足您的需求。”

原文链接：https://all3dp.com/1/best-3d-scanner-diy-handheld-app-software/

原文链接：https://all3dp.com/1/shining-3d-einscan-pro-2x-plus-3d-scanner-review-specs-price/

Aniwaa 于2013年成立，3D打印行业的权威测评网站

Aniwaa是一个独立的在线平台，致力于帮助专业人士轻松查找，比较和购*3D打印机和3D扫描仪。

近期，Aniwaa网站对外发布了最新2020 3D扫描仪榜单，先临三维EinScan Pro 2X Plus及EinScan SP位列其中。

榜单数据图片来源于Aniwaa网站

入选理由

EinScan-SP

原文翻译

： “ 先临三维桌面3D扫描仪有两个版本，EinScan-SP(铂金版)和EinScan-SE(精英版)。相比较之下，EinScan-SE扫描精度较低，最大扫描范围较小。EinScan-SP配有全自动转台，用户可快速获取小物体件的精准数据，只需要不到一分钟的时间，就能完成360度扫描。”

EinScan Pro 2X Plus

原文翻译：“

在过去的几年中，先临三维在3D扫描领域取得显著的进步，他们提供高性价比的3D扫描解决方案。EinScan Pro 2X Plus是其旗舰产品EinScan系列升级产品，搭配Solid Edge定制版软件。在配合使用纹理模块时，EinScan Pro 2X Plus可以获取颜色和纹理信息(对于全彩3D打印很有用)，而且不同的扫描模式能够满足扫描小、中和大型物件的需求。”

除此之外，2020年7月份ANIWAA还发布了一项手持式&便携式三维扫描仪榜单，EinScan Pro 2X系列手持式扫描仪入选，同时也是该榜单唯一一个的国产品牌。

榜单数据图片来源于Aniwaa网站

原文链接：https://www.aniwaa.com/buyers-guide/3d-scanners/best-3d-scanner/

原文链接：https://www.aniwaa.com/buyers-guide/3d-scanners/best-handheld-and-portable-3d-scanner/

3DSourced 成立于2017年，网站致力于为全球3D打印爱好者，*商和企业提供最新的3D打印信息资源，同时为3D打印机，3D扫描仪和3D设计软件等品牌产品做测评，给用户提供最全面的选购指南。

2020年6月份，3DSourced根据性价比，易用性和可靠性对3D扫描仪进行排序，发布了最新榜单，先临三维EinScan系列三款设备上榜。

榜单数据图片来源于3DSourced

入选理由

EinScan-SE

原文翻译：

“ EinScan-SE是同等价格范围最好的3D扫描仪之一。它可以在8秒左右完成一次扫描(相比之下，EinScan-SP只需4秒)，在转台全自动扫描模式下，约2分钟完成整个360度扫描。它可以扫描到大约200毫米宽和150毫米高的物体，单幅扫描精度约0.1毫米(EinScan-SP为0.05毫米)。

总的来说，它是准确可靠的，可以简单快速地扫描固定物体，让3D打印变得更轻松。 ”

EinScan-SP

原文翻译：“

该扫描仪利用白光扫描技术，可以非常精准地扫描物体尺寸小至30 x30 x30毫米的物体。扫描一整个物体只需不到一分钟，单幅扫描只需不到四秒。更重要的是，许多亚马逊*家反馈，尽管它的价格便宜，它的扫描质量可以与比它价格高十倍的扫描仪相媲美!它还配有一个三脚架。 ”

EinScan Pro 2X Plus

原文翻译：“ 在我们的榜单中，这款3D扫描仪的价格明显高于先临三维其他3D扫描仪，但EinScan-Pro 2X Plus确实能够带来非常精准的扫描结果。你只需要拿着扫描仪，对着你想要扫描的物体或空间，它就会立即记录下你周围的环境。你可能想要扫描一辆车，你的朋友，甚至可以扫描你的宝宝，记录他的成长过程。”

原文链接：https://3dsourced.com/rankings/best-3d-scanner/

PICK 3D PRINTER

图片来源于PICK 3D PRINTER

原文

翻译：先临三维发布了最受欢迎的EinScan系列升级版EinScan Pro 2X Plus，配备先进的Solid Edge软件。该软件可以创建用于逆向工程的开放模型，也可以创建适合3D打印的封闭模型。该产品还能够获取色彩和纹理数据，非常适用于全彩3D打印。它有四种不同的扫描模式，可以扫描小、中、大型物体，满足不同扫描需求。

原文链接：https://pick3dprinter.com/professional-3d-scanner/

Amazon

在美国最大的一家网络电子商务公司Amazon 八月份发布的实时排行榜——Best Sellers in 3D Scanners中，先临三维旗下产品位次靠前。

图片来源于Amazon

原文链接：https://www.amazon.com/Best-Sellers-Industrial-Scientific-3D-Scanners/zgbs/industrial/8481412011

文章摘自先临三维 https://www.shining3d.cn/news/bright-list-einscan/

三维扫描仪

器是将实物到实体的过程，总结为一下几条：

1、利用三维扫描仪，对实物表面进行扫描，得到物体的数据（以点的形式）；

2、将物体的数据导入建模的软件中，对物体进行曲面重建，得到物体的三维实体（电子版的）；

如果还想将实体变成具体的实物或者检测这个实体跟实物的偏差，可利用相关软件进行精度分析，如果不合格，再用软件进行实体修改；

如果合格，可将实体数据放在加工中心加工，最后出成品。