3D 扫描仪分辨率:模糊定义

三维扫描仪的性能受到行业需求不断增长的推动,因此解决方案的规格也越来越强大。在这些规格中,分辨率在选择标准中占有重要地位。然而,这个看似简单的概念却包含着不那么容易理解的含义。

一枚硬币、一个菠萝和一只手的手指作为扫描结果

定义的分辨率

分辨率是激光线上两点之间的最小距离。为扫描仪规定的分辨率总是在视场顶端测量的 - 这是最佳理论值。在实际扫描过程中,这个值实际上永远达不到。扫描仪的分辨率取决于相机的分辨率,除非对点进行插值(见下文)。

3D 激光扫描仪扫描区域的详细示意图

分辨率更高,细节更丰富

扫描仪的分辨率直接影响采集数据(点云)的密度,进而影响再现部件的细节。在以下情况下,计量人员需要高分辨率:

  • 扫描薄部件的边缘
  • 扫描版画
  • 扫描纹理
  • 扫描粗糙表面
不同扫描分辨率的比较

从 2003 年推出 KreonZephyr I 扫描仪开始,
,直到现在的Skyline Eyes,
,分辨率提高了四倍,
,从 100 微米提高到 25 微米。

Kreon 3D 扫描仪的演变

三维激光扫描仪激光线长度测量示意图

视野形状如何影响分辨率

视场的形状会影响分辨率(见图)。如果视场是一个边缘急剧倾斜的梯形,那么当扫描接近视场底部时,分辨率会迅速下降。一般来说,激光线越宽,达到理论分辨率的范围就越小。

图示显示了扫描仪获取的点云细节还原度较差,激光线带有插值点

插值点?

市场上有些扫描仪的相机分辨率有限,只能通过插值点来弥补这一不足。插值是指在实际扫描的两个点之间添加一个或多个计算点。这些新的虚拟点来自激光线上的邻近点。与没有插值的扫描相比,在分辨率相同的情况下,有插值点的扫描细节会显得更加模糊。尽管如此,这一过程还是提高了配备低分辨率相机的扫描仪的扫描结果。

不要混淆:分辨率和精确度

这两个参数反映的特性完全不同:精度描述的是空间点的精确度,而分辨率指的是沿线点的密度。由于这两个参数并不相关,扫描仪可以有低分辨率但高精度,反之亦然。

举例说明分辨率和精度之间的区别
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