从战国到元明清 三维扫描仪还原古文物细节

我国地大物博、历史悠久,五千年前进的脚步给我们留下辉煌灿烂的文明和无数精美绝伦的文物瑰宝,而要将这些经历了几千年侵腐的历史文物传承下去,悉心保护和展示研究工作,必须双管齐下。

文物三维扫描仪

可是如何才能在保护文物安全的原则下,正常的进行展示研究呢?

近年来,迅速发展的三维扫描技术,帮我们很好的解决了这个难题。

现在的三维扫描设备,扫描数据的精度和速度都有很大地提高,并且不需要直接接触文物表面,即可快速获取精准的三维数据。然后利用数据建立还原度极高的数字模型,既可用于展示、研究,又可使文物原件得到很好的保护,一举两得。

文物三维扫描仪

但是由于文物的特殊性,使得它对三维扫描设备及扫描环境都有比较严格的要求。在三维数据采集及处理过程中,需要保持三维数据的真实性及完整性,因此要根据具体的文物选择合适的三维扫描设备。

对于碑刻文物来讲,要获得能够达到进行原样复制要求的数字化档案,是非常困难的。

因为一个碑面可能刻有上百个文字,每个字只有两三厘米见方,笔画复杂且具有书法意义,这意味着每个字的轮廓和凿刻深度都必须记录到极致。

这种情况下,就要求三维扫描设备有极高的细节度。

解决方案

杭州思看PRINCE双色激光手持式三维扫描仪,其独特的红蓝激光双模工作模式,兼顾了手持式三维扫描仪的便携灵活高效,以及拍照式三维扫描仪的高分辨率高细节度,扫描对象大到一架飞机,小到一枚硬币,都可以轻松应对。

PRINCE手持式三维扫描仪

使用PRINCE的蓝光模式,对元明清碑帖和战国古剑进行三维扫描,快速获取它们精准的三维数据。

工作时间(每块碑帖)

1.贴标记点:2分钟;

2.三维扫描:3分钟。

文物三维扫描仪

工作时间(古剑)

1.贴标记点:2分钟;

2.三维扫描:3分钟。

文物三维扫描仪

实物与扫描结果

碑帖
碑帖①
碑帖
碑帖①stl数据
碑帖
碑帖②
碑帖
碑帖②stl数据
三维扫描碑帖.gif
碑帖③
文物三维数据.gif
碑帖③stl数据
三维扫描古剑.gif
战国古剑
文物三维数据.gif
战国古剑stl数据

三维扫描小结

杭州思看PRINCE双色激光手持式三维扫描仪,最小分辨率可达0.02mm,是目前进口手持式三维扫描仪最佳细节分辨率的五倍,大幅度提高了扫描三维数据的细节度,快速获取碑帖和古剑精准的三维数据。

可以看到,原本碑帖上的文字由于颜色的原因很难辨别,通过PRINCE三维扫描仪高精度扫描后,精确还原了文字的三维信息,消除了色差影响,通过凹凸不平的三维数据呈现出碑帖的清晰文字。

三维扫描数据采集为文物建立的高保真三维模型,实现了文物的精细信息留取及资料永久存档,加快了博物馆数字化建设。

历史文物承载着一个民族的认同感和自豪感,一个国家的历史文物,代表着这个国家悠久历史文化的“根”与“魂”,保护与传承文物是历史的见证,是守护民族和国家过去的辉煌、今天的资源、未来的希望,保护文物就是保护历史。

精密铸造+三维扫描=机械制造专业解决方案

精密铸造是指获得精准尺寸铸件工艺,精密铸造生产的铸件精密、复杂、接近于零件最后的形状,可不加工货很少加工就可直接使用,因此精密铸造是机械制造生产过程中一种先进工艺。

在熔模铸造过程中,需要比较浇注成型的铸件(毛坯件)与数模图纸存在偏差,从而对毛坯件进行再加工;其次,对铸造模具偏差较大的表面进行再加工,使得铸造生产的铸件能达到较高标准,减少后期对铸件再加工的工作量。铸件和模具偏差比较是精密铸造的重点和难点所在,传统的检测方法很难精确地测量复杂精密的铸件和模具的偏差值,因此,一种高效精确的三维检测方式对机械制造业的意义非常重大。

激光三维扫描技术高效地解决机械制造行业这一大难题,接下来请看思看科技如何用成熟的三维扫描技术为客户解决检测问题。

客户需求

由于铸件在浇注成型后会与图纸存在较大偏差,而且铸件的形状复杂不规则,因此客户之前使用传统测绘方式检测存在操作复杂、费时、难以得出全面直观的检测结果的问题。因此,客户希望思看能提供一种保证高精度同时又能简便省时三维检测方案,比对结果能精准地测量出全面的偏差数据,并可测出指定的形位公差。

解决方案

思看使用HSCAN手持式三维扫描仪扫描得出铸件以及凹模型腔的外形三维数据,使用检测软件将得到的三维数据与其数模进行3D比较以及相应的数据分析,得到全面直观的加工偏差数据和指定的形位公差数据。

所需产品

HSCAN三维扫描仪
HSCAN三维扫描仪

三维扫描测量流程:

step1.在铸件表面贴反光标记点;

step2.HSCAN三维扫描仪对铸件和模具进行3D扫描;

step3.数模与扫描数据进行拟合对齐,进行三维检测分析;

step4.根据检测数据对产品外形进行修正优化。

扫描数据结果

铸件连杆的点云数据
铸件连杆的点云数据
铸件连杆的stl数据
铸件连杆的stl数据
连杆与数模检测比对数据结果
连杆与数模检测比对数据结果

▲连杆与数模检测比对数据结果

三维扫描连杆工作时间

贴标记点用时3分钟

扫描时间5分钟(解析度设置为0.6)

活塞点云及stl数据
活塞点云及stl数据
活塞与数模检测比对数据结果
活塞与数模检测比对数据结果

三维扫描活塞工作时间

贴标记点用时2分钟

扫描时间4分钟(解析度设置为0.6)

模具点云及stl数据
模具点云及stl数据
模具与数模检测比对数据结果
模具与数模检测比对数据结果

▲模具与数模检测比对数据结果

三维扫描模具工作时间

贴标记点用时3分钟

扫描时间5分钟(解析度设置为0.6)

要求测量得出凹模上两圆锥轴线的距离,使用的测量方法为:建立两轴线以及凹模上平面共三个特征,在两轴线与平面的交点处分别创建点特征,测量两点之间的距离,即两轴线的距离。

数模形位公差的测量.jpg
标准(数模)形位公差尺寸
测得形位公差尺寸.jpg
测得形位公差尺寸

▲测得形位公差尺寸

小结

在这次扫描过程中,HSCAN系列手持式扫描仪大大提高了模具和铸造件测量比对的速度与质量,方便高效地为客户解决了对于不规则铸件的全面偏差数据的检测以及比对问题。三维扫描解决了精密铸造领域模具和铸造件偏差检测的难题,通过激光三维扫描的方式精准地获取铸件和模具的外形三维数据,从而可以高效地准确地对铸件和模具进行修正,提高工业制造行业的生产效率,精密铸造+三维扫描,为机械制造业提供出色的解决方案。

3D扫描快速获取大型卡车精准数据

我国有非常严格的卡车标准,这也直接导致了制造商在生产制造过程中会有诸多的限制,难以突破款式单一的困境。而要想丰富卡车的款式,只能够在国家的标准内,对卡车进行改装、制造。

汽车三维扫描.jpg

传统的正向工程,是由工程师构思产品结构,然后进行每个零部件的设计、制造,但这其中会存在误差,只有通过工程师一遍一遍的修改图纸,直到做出合适的零部件,才能完成卡车的装配。显然,这需要耗费大量的资金和时间!

反观逆向工程,通过测量手段获得已下线卡车的精准数据,再对数据进行分析改进,从而在短时间内完成新款卡车的设计制造,速度快、效率高。

因此部分国内的卡车制造商在资金和时间的压力下,选择逆向工程改装、制造卡车。

逆向工程首要工作,就是如何获得精准的数据。而三维扫描的测量速度快、精度高等优点正好满足卡车检测需求。

但是由于卡车的体积非常庞大,普通的三维扫描仪因其性能差、便携性低,无法保证精度,还会耗费大量的时间,因此并不可取。

杭州思看的手持式激光三维扫描仪配合全局摄影测量系统,就能够方便快捷的获取卡车精准的三维数据,快速生成逆向工程所需要的asc数据文件。

解决方案

今天要扫描的这辆卡车的尺寸约为8m*2m*2.5m,体积非常庞大,如果采用单一的手持式三维激光扫描仪来获取数据的话,不但精度上没法保证,而且还会增加扫描的难度,耗费大量的时间。

杭州思看科技采用手持式三维扫描仪HSCAN配合全局摄影测量系统MSCAN一起工作,一次性获取整辆卡车的精准三维数据。

1. 所需仪器及型号

手持式三维激光扫描仪HSCAN+全局摄影测量系统MSCAN

HSCAN三维扫描仪.jpg

MSCAN摄影测量系统

2. 扫描仪工作时间

三维数据扫描用时:50分钟

数据处理用时:12分钟

扫描过程及结果

贴标记点
贴标记点
贴标记点
贴标记点
MSCAN拍照扫描
MSCAN拍照扫描
三维扫描
三维扫描
获得卡车点云数据
获得卡车点云数据

回顾小结

杭州思看自主研发的全局摄影测量系统MSCAN,与手持式三维扫描仪HSCAN配合,在大工件数据获取方面有很大的优势。

大型卡车体积庞大、数据多样复杂,而杭州思看的解决方案,在短时间内获取了卡车的精准三维数据,为厂家后期逆向工程改装、制造新款卡车提供了强有力的技术支持。

在上面的案例中,由于卡车体型巨大,因此在贴标记点上耗费了大量的时间,那么有没有办法可以缩短时间呢?

当然有!

同样是杭州思看自主研发的AXE三维扫描仪,颠覆中大型物体测量方式,双倍扫描面幅,可将标记点减少一半,大大节省了时间。

AXE三维扫描仪
AXE三维扫描仪

3D扫描+3D打印 加速石雕文物三维数字化

近年来,随着3D扫描和3D打印技术的发展,三维数字化,越来越多的被应用到文物艺术品的保护、研究、展示上。

客户需求

客户是某地博物馆,其一件高2米、宽3米的弥勒佛石雕,极具观赏和艺术价值,但由于巨大的体积和重量,不易于搬运到它处进行展示。

客户想使用轻质材料3D打印缩小版的模型,这样即可方便展示,又可包装成商品,进行销售,一举多得。

3D打印商品.jpg

但是在进行3D打印之前,如何获取石雕的数字模型,成为了首要难题!

传统方法是通过专业建模师,运用计算机建模软件进行数字建模,但是这样需要花费很长的时间,且人力成本很高。

石雕文物数字建模.jpg

而使用3D扫描仪,对石雕进行3D扫描,可非常快速的获取到石雕3D打印所需的stl数据,大大提高效率。

应用方案

1.选用PRINCE双色激光3D扫描仪

1555925633277825.jpg

2.贴点,进行石雕3D扫描(贴点30min、扫描40min);

石雕文物3D扫描.jpg

3.快速获取精准stl数据;

石雕文物3D扫描stl数据.jpg

石雕文物3D扫描stl数据局部.jpg

4.3D打印获得石雕模型粗坯;

石雕文物3D打印粗坯.jpg

5.抛光、上色等后期处理完成最终成品(尺寸980*1470mm)

石雕文物3D打印成品.jpg

应用拓展

利用获取到的精准stl数据,建立高还原度的数字模型,可以实现雕刻艺术品的精细信息留取及资料永久存档,还可用于数字展示。

石雕文物数字化.gif

思看科技PRIINCE双色激光手持式3D扫描仪,最小分辨率可达0.02mm,大幅度提高了扫描三维数据的细节度。

石雕3D扫描快速获取的精准stl数据,可应用于3D打印、文物艺术品数字化建设等多个领域,满足了不同行业对高精度数字模型的需求。

三维扫描仪在刑侦领域足迹鉴定中的应用

刑侦领域背景

足迹鉴定是什么?

足迹鉴定是刑事技术中的一门分支,是痕迹物证鉴定中的一类痕迹,在刑事侦查中具有不可忽视的作用。通过足迹鉴定,可以获取两个问题的信息

是谁作案?

犯罪现场发什么什么?

足迹分析可获得什么?

①作案人数

②作案方式(入侵等待,入侵端口,犯罪形势位置,逃生口,逃离方向)

③鞋底的形状(样鞋,制造商,特殊职业)

④分析作案者人身特点(年龄、身高、性别等)

⑤犯罪现场作案过程

传统足迹分析方式——石膏制模法

三维扫描足迹

存在问题:

石膏的涂抹不均匀而产生形变

细节不清晰

流程复杂且需要极其小心

操作不当容易破坏证据

足迹的精度难以保证

在足迹研究图像分析领域,很难获取高精度的足迹模型,鞋底的细微的局部细节用传统的足迹收集方法难以获取,且操作流程复杂,一次失败足迹证据就被毁。

然而,三维激光扫描仪的出现完全解决了这个难题,思看的手持式三维扫描仪可以获取物体细微的三维数据,这就意味着在足迹鉴定上可以获取更多的作案信息。

接下来一起看看警察蜀黍是如何用思看三维扫描仪进行足迹鉴定,获取足印的三维数据的。

客户需求

在处理刑侦案件时,经常用到足迹鉴定的线索来锁定嫌疑人。刑侦过程中中需要根据脚印的大小,估测一个人的身高和体重,同时,根据脚印受力大小的差异来判断人的运动习惯等。传统的脚印获取方法存在很多问题,占用了刑侦过程中的宝贵时间。因此,某公安局需要一种快速、简单、高精度的足迹鉴定方式取代原来传统的石膏制模法。

解决方案

脚印的大小所占面积很小,且相对工业检测,脚印扫描的精度要求不高。因此,思看使用手持式三维扫描仪HSCAN来检测足迹,通过标记点的定位,手持式三维扫描仪可以轻松获取脚印的形状特征,在三维扫描过后即可采集到更为直观和逼真的三维数据。

激光三维扫描优势:

▌扫描速度快,精度高;

▌扫描不会对现场产生任何破坏;

▌扫描环境无需在较暗的环境下进行。

三维扫描足迹
三维扫描足迹

三维扫描测量流程:

step1.在沙泥地随机找到一个脚印作为分析目标,并在脚印四周放置相应的标记点;

step2.手持式三维扫描仪HSCAN扫描目标脚印,快速准确地获取脚印精确的三维数据;

step3.通过扫描得到的脚印三维数据和细节特征进行足迹分析。

三维扫描检测工作时间

贴标记点用时40秒

扫描时间1分钟

共计100秒

-所需产品及型号-

HSCAN三维扫描仪
HSCAN三维扫描仪

扫描数据结果

三维扫描数据

三维激光扫描
三维激光扫描
三维点云数据
三维点云数据
stl数据
stl数据

小结

思看科技通过手持式三维扫描仪对脚印进行三维扫描,可以轻松、高效地将脚印的形状,深度以及纹理清晰地展现出来。HSCAN手持式三维扫描仪快速准确地获取了脚印的三维数据,公安局警察可以根据三维扫描获得的脚印三维数据进行分析从而锁定嫌疑人,从而大大缩短破案时间,提升破案效率。

3D扫描克服汽车弯管检测难点

汽车产业是世界上规模最大、最重要的产业之一,其发展水平和实力反映了一个国家的综合国力和竞争力,同时也跟每个人的生活息息相关。作为汽车工业的重要组成部分,汽车零部件工业是汽车工业发展的基础,只有基础扎实,才能让汽车工业蓬勃发展。

汽车三维扫描.jpg

汽车管路制造作为汽车零部件工业中的一部分,占到了不可或缺的位置。

传统的游标卡尺测量,耐不住汽车弯管的这些特性,测量方式不灵活,测量结果不直观,达不到直接测量的要求,因此只能通过实际安装对其进行预估,但是这样往往就会产生极大的偏差,效果非常不理想。

针对以上这些现状难题,通过三维检测就可以很好地解决!

三维检测可以精确测量出不同形状弯管的尺寸,直观的看出实际偏差,但是普通的三维检测设备便携性差、操作复杂,因此也无法完全满足测量需求。

杭州思看科技的手持式激光三维扫描仪,就能很好地解决以上所有的问题,方便快捷的获取弯管三维数据。

解决方案

在现场查看之后,发现需要检测的汽车弯管直径非常小,因此很难在其表面贴点进行扫描,杭州思看科技采用HSCAN手持式激光三维扫描仪的背景模式进行扫描,在地面上贴标记点,利用ScanViewer独特的背景模式功能上将地面设置为背景,扫描直接获取弯管完整精确的三维数据。

1、所需仪器及型号

HSCAN手持式激光三维扫描仪.jpg
HSCAN手持式激光三维扫描仪

2、扫描仪工作时间

贴标记点用时:2分钟

三维数据扫描用时:5分钟

数据处理用时:2分钟

扫描过程与结果

地面贴标记点,进行三维扫描
地面贴标记点,进行三维扫描
扫描获取弯管三维数据
扫描获取弯管三维数据
跟原始CAD图纸进行比对
跟原始CAD图纸进行比对
获取整体误差值
获取整体误差值

回顾小结

杭州思看科技自主研发的HSCAN手持式三维激光扫描仪,操作灵活便利、扫描精度高,适用于各种尺寸、各种类型的汽车零部件三维扫描。

此次的数据测量,让客户获取了汽车弯管精准的三维数据,然后对照原有图纸数据,快速得到偏差值,方便其进行修正。同时,根据弯管精确的三维数据,也可应用于弯管的逆向设计,二次开发。