Rapidform arbeitet mit jedem Gerät, das dichte Punktwolken oder Polygonnetze erzeugt, die in vielen verschiedenen Formen vorkommen können.

Der Einfachheit halber nennen wie alle diese Geräte 3D-Scanner. Weitere Bezeichnungen für derartige Geräte sind 3D-Digitizer, Laserscanner, Weißlichtscanner, industrielle CT-Systeme, LIDAR und viele andere. Allen diesen Geräten ist gemeinsam, dass sie die Geometrie physischer Objekte aufnehmen und sie als Punktwolken oder Netze darstellen.

Es gibt viele verschiedene Ansätze hinsichtlich des 3D-Scannens auf der Grundlage verschiedener Bildgebungsmethoden. Einige Techniken sind für das Scannen mit geringer Reichweite ideal, während sich wiederum andere besser für das Scannen mit mittlerer bis langer Reichweite eignen.

Kurze Reichweite (<1 Meter Fokalabstand)

Laservermessungs-3D-Scanner


Laser-Triangulations-Scanner verwenden entweder eine Laserlinie oder einen einzelnen Laserpunkt, um über ein Objekt zu scannen. Ein Sensor nimmt das Laserlicht auf, das vom Objekt reflektiert wird. Unter Anwendung der trigonometrischen Triangulation berechnet das System die Entfernung vom Objekt zum Scanner.

Der Abstand zwischen Laserquelle und dem Sensor ist genau bekannt, ebenso wie der Winkel zwischen dem Laser und dem Sensor. Während das Laserlicht vom gescannten Objekt reflektiert wird, kann das System bestimmen, in welchem Winkel das Licht zum Sensor zurückgeht und damit die Entfernung von der Laserquelle zur Oberfläche des Objekts.

3D-Scanner mit strukturiertem Licht (weißes oder blaues Licht)


Scanner mit strukturiertem Licht verwenden ebenfalls trigonometrische Triangulation, aber anstatt das Laserlicht zu betrachten, projizieren diese Systeme eine Reihe an linearen Mustern auf ein Objekt. Dann berechnen sie die Entfernung vom Scanner zur Oberfläche des Objekts, indem die Geräte die Kanten jeder Linie im Muster prüfen. Im Wesentlichen sieht diese Kamera keine Laserlinie, sondern den Rand des projizierten Musters. Die Berechnung der Entfernung erfolgt ähnlich.

3D-Scanner mit kurzer Reichweite Pro Kontra
Lasertriangulation
  • In vielen Bauweisen erhältlich
    • Bereichsscanner
    • Handgerät
    • Tragbarer Arm
  • Häufig tragbar
  • Geringere Teilevorbereitung erforderlich
  • Weniger empfindlich gegenüber Umgebungslicht
  • Allgemein weniger genau
  • Allgemein niedrigere Auflösung
  • Stärkeres Rauschen
Streifenlicht-Triangulation
  • Normalerweise genauer
  • Öfter mit höherer Auflösung
  • Weniger Rauschen
  • Auf Bereichsscannertypen begrenzt
  • Allgemein nicht so klein/tragbar
  • Empfindlicher gegenüber Oberflächenbeschaffenheit (erfordert Vorbereitung)
  • Erfordert eventuell spezielles Licht

3D-Scanner mit mittlerer bis langer Reichweite (>2 Meter Fokalabstand)

Laserimpuls-basierte 3D-Scanner


Laserimpuls-basierte Scanner, auch als Laufzeit-Scanner bekannt, bauen auf einem einfachen Prinzip auf: Die Geschwindigkeit des Lichts ist sehr genau bekannt. Wenn wir also wissen, wie lange ein Laser braucht, um ein Objekt zu erreichen und zurück zum Sensor zu reflektieren, so wissen wir, wie weit das Objekt entfernt ist. Diese Systeme verwenden eine Schaltung, die für Millionen von Laserimpulsen auf die Picosekunde genau die Zeit misst, die das Licht benötigt, um vom Laser zum Objekt und zum Sensor zurückzukehren, und daraus jeweils die Entfernung berechnet. Durch Rotieren des Lasers und des Sensors (normalerweise mit einem Spiegel) kann der Scanner bis zu 360 Grad um sich selbst herum alles scannen.

3D-Scanner mit Laser-Phasenverschiebung


Laser-Phasenverschiebungssysteme gehören als eine weitere Art zur Laufzeit-3D-Scanner-Technologie und arbeiten vom Konzept her ähnlich wie Impuls-basierte Systeme. Zusätzlich zum Pulsieren des Lasers verändern diese Systeme auch die Leistung des Laserstrahls und der Scanner vergleicht die Phasenverschiebung zwischen dem ausgesendeten und dem wieder empfangenen Laserimpuls. Aus Gründen, deren Erklärung für diese Internetseitenvorstellung zu weitreichend sind, ist die Phasenverschiebungsmessung genauer.

3D-Scanner mit mittlerer bis langer Reichweite Pro Kontra
Impuls-basiert
  • Mittlere und lange Reichweite
    (2m – 1000m)
  • Weniger genau
    Langsamere Datenaufnahme
    Stärkeres Rauschen
Phasenverschiebung
  • Genauer
    Schnellere Datenaufnahme
    Weniger Rauschen
  • Nur mittlere Reichweite
 

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