3D 스캐너

3D 스캐너는 3차원 입체 형상을 가진 사물의 정보를 읽어 들이는 장치이다.

제품 스캐닝

1. 3차원 스캐너의 종류와 측정 방식

1) 3D 스캐너는 크게 두 종류로 구분, 접촉식과 비접촉식으로 구분할 수 있다.
2) 비접촉식 스캐너는 3D 스캐너가 직접 빛을 피사체에 쏘는 여부에 따라

능동형과 수동형 스캐너로 분류될 수 있다.
3) 최근 산업계의 대부분 능동형 스캐너이고, 능동형 스캐너만을 3D 스캐너라고 한정.

 

2. 3차원 스캐닝의 분류

• 데스크톱 3D 프린터로 책상 위에 두고 사용이 가능, 가벼운 무게로 이동이 용이
• Head 결합형 재료를 사용하여 문서 프린터기와 유사한 방법으로 손쉽게 교체 가능
• 수용성 서포트를 사용하여 서포트를 빠르고 쉽게 제거

 

(1) 접촉식

probe 가 이동하면서 표면을 찍어 각 지점의 값을 읽는 방식이다.

직접 접촉을 해야 한다는 제한 때문에 현재는 사용되지 않는 추세다.

 

(2) 비접촉식 레이저

레이저로 라인을 그리고 삼각측량으로 깊이(depth)를 계산해 내는 방식이다.

라인 레이저를 사용하거나 혹은 백색광 중 라인을 사용하여 스캔하는 방식이다.

Ciclop 이 이에 해당된다.

 

 

 

(3) 광 삼각법 3D 레이저 스캐너
- 광 삼각법 3D 레이저 스캐너도 능동형 스캐너로 분류되며,

TOF방식의 스캐너처럼 레이저를 이용한다.

- 레이저가 얼마 나 멀리 있는 물체에 부딪혔는가에 따라

레이저를 수신하는 CCD 카메라 소자에는 레이저가

다른 위치에 보이게 된다.

- 이 기술은 캐나다 국립 연구재단(The National Research Council of Canada)이

1978년에 처음으로 개발,

대부분의 레이저 타입의 3D 스캐너는 TOF 또는 이 방식을 주로 이용하고 있다.

 

 

(4) 비접촉식 백색광 (Structured Lighting)

- 빔프로젝터로 바둑판 모양의 패턴을 모델에 비춘 다음 그것을 영상으로 받아 처리하는 방식이다.

- 가장 스캔 시간이 짧다. 그러나 수학적 고려사항도 많다.

- 빔프로젝트의 보급화(알리 최저가로 DIY 하는 사람들에게는 이 방식이 선호되는 추세이다.

-백색광 방식 스캐너는 특정 패턴을 물체에 투영하고

그 패턴의 변형 형태를 파악해 3D 정보를 얻어낸다.

-여기에 사용되는 패턴은 여러 가지가 있는데 1차원 패턴 방식은

선 (line) 형태의 패턴을 LCD 프로젝트나

움직이는 레이저(sweeping laser)를 이용해 물체에 프로젝션 시킨다.

-카메라는 프로젝 트로부터 적당한 거리(대부분 피사체에 크기에 따라)를 두고 위치하는데,

패턴에서 라인을

인식하고, 그 라인을 구성하는 모든 화소의 깊이 값은 광 삼각법을 이용해서 추출한다.

 

(4) 핸드헬드 스캐너
- 핸드헬드 스캐너는 3D 이미지를 얻기 위해, 앞에서 언급된 광 삼각법을 주로 이용한다.

- 점(dot) 또는 선(line) 타입의 레이저를 피사체에 투사하는 레이저 발송자와

반사된 빛을 받는 수신 장치와

내부 좌표계를 기준 좌표계와 연결하기 위한 시스템으로 구성되어 있다.

 

(6) 변조광 방식의 3D 스캐너
-변조광 방식의 3D 스캐너는 물체 표면에 지속적으로 주파수가 다른 빛을 쏘고

수광부에서 이 빛을 받을 때, 주파수의 차이를 검출서, 거리 값을 구해내는 방식이다.

- 이 방식은 스캐너가 발송하는 레이저 소스 외에 주파수가 다른 빛의 배제가 가능하므로

간섭에 의한 노이즈를 감소시킬 수가 있다.
- 이런 종류의 스캐너는 TOF방식의 단점인, 시간 분해 기능에 대한 제한이 없어

훨씬 고속(약 1M Hz)으로 스캔이 가능한 것에 비해 레이저의 세기가 약한데,

이는 일정 영역의 주파수를 모두 사용해야 하기 때문이다.

따라서, 10~30 m 정도 거리를 스캔할 때 주로 이용한다.

 

3D 스캐너, 인체 공학적 외골격 개발에 사용되다

출처 :www.prototech.co.kr:40007/resource/case_study/3d_scanner_view.asp?iBDNo=72