الأدوات

فهم التكنولوجيا: كيف تعمل الماسحات ثلاثية الأبعاد؟

فهم التكنولوجيا: كيف تعمل الماسحات ثلاثية الأبعاد؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تظهر تقنية المسح ثلاثي الأبعاد كجانب حاسم في التصميم الهندسي والمحاكاة ، ولكن كيف يمكن لمستشعر بسيط تطوير نموذج ثلاثي الأبعاد دقيق؟

يمكن استخدام الماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد لإنشاء نماذج CAD للغرف والأجزاء والمكونات وحتى الأشخاص. بالنسبة للعديد من الشركات ، أصبحت الماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد ضرورية لأعمالهم مثل برامجهم الهندسية. يمكن استخدام أي جهاز به مستشعر صورة أو ضوء وبعض تقنيات تحديد المواقع كجهاز مسح ضوئي ثلاثي الأبعاد.

ماذا تفعل الماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد؟

تقيس هذه الأجهزة ، غالبًا الهواتف أو الأجهزة اللوحية ، الأشياء الموجودة في العالم من حولها باستخدام أشعة الليزر أو الصور لتوليد سحب نقطية عالية الكثافة أو شبكات مضلعة يمكن تحويلها إلى ملف متوافق مع CAD. من الناحية النظرية ، يبدو الأمر بسيطًا - ما عليك سوى توجيه الكاميرا أو المستشعر حول الغرفة ، ويتم إنشاء ملف ثلاثي الأبعاد - ومع ذلك ، هناك سبب لأن هذه التقنية بدأت في النمو داخل الصناعة ، لذا دعنا ندخل في الجوانب التقنية لما يجعله ممكن.

قوة المعالجة هي مفتاح ما يجعل الماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد الحديثة ممكنة. بالنسبة لمعظم عصر التكنولوجيا الحديثة ، كانت لدينا القدرة ، أو بالأحرى ، المعرفة لإنشاء ماسحات ضوئية ثلاثية الأبعاد. كانت المشكلة دائمًا أن مقدار قوة المعالجة اللازمة لتوليد سحب نقطية عالية الدقة وكثيفة للعالم المادي تجاوزت ما كان ممكنًا.

ذات صلة: لوحات الدوائر المطبوعة ثلاثية الأبعاد هي الشيء الكبير التالي في التصنيع الإضافي

في الآونة الأخيرة ، نشهد ظهورًا أكبر لهذه التقنية لأنك تحمل الآن كل تقنيات المعالجة في جيبك. يوجد حاليًا العديد من تطبيقات الأجهزة المحمولة التي يمكنها تحويل جهازك إلى ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد ؛ سيؤدي البحث السريع في Google إلى توفير الكثير من الموارد.

بالنسبة للتطبيقات الهندسية الأكثر تعقيدًا ، عادةً ما تكون هناك حاجة إلى آلات مخصصة لاستخدام الليزر وتحديد المواقع العالمية بدقة. ضمن هذه التعقيدات ، توجد أنواع مختلفة من الماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد لتطبيقات مختلفة: قصير المدى ومتوسط ​​المدى وطويل المدى.

تقنية المسح بالليزر قصير المدى

تشتمل ماسحات الليزر قصيرة المدى عادةً على عمق مجال أقل من متر واحد. عادة ، يستخدمون أنظمة تثليث الليزر التي تتضمن مصدرًا وجهاز استشعار. بمعنى آخر ، يتم وضع المصدر في مكان معروف والمستشعر في مكان آخر معروف. ثم يطلق المصدر ليزرًا على الكائن المرصود ، ويستقبل المستشعر الضوء عند نقطة معروفة.

باستخدام بعض الأشكال الهندسية البسيطة ، يمكن إنشاء نقطة في شبكة ثلاثية الأبعاد. كرر هذه العملية ، ويمكن إنشاء سحابة نقطة معقدة. يُعرف نظام الليزر قصير المدى الآخر الذي يستخدم التثليث باسم الماسح الضوئي المنظم. بدلاً من إطلاق ليزر تلو الآخر على الكائن ومراقبة موقع الانعكاس ، تستخدم هذه الماسحات الضوئية سلسلة من أنماط الضوء الخطية لتطوير خريطة للجسم. من خلال مراقبة كيف تنحرف مسارات الضوء الخطي حول الكائن ، يمكن للبرنامج أن يثليث مسح سحابة نقطية.

المسح بالليزر المتوسط ​​والطويل المدى

تحتاج أنظمة المسح متوسطة وطويلة المدى إلى تقنية تصوير بالليزر مختلفة قليلاً لتعمل. عادةً ما يستخدمون نظامًا يعتمد على نبضات الليزر يُعرف باسم ماسحات وقت الرحلة. تستخدم هذه الأنظمة أنظمة قياس دقيقة للغاية لتسجيل وقت طيران الليزر ليصطدم بجسم ما ويعود إلى البيكو ثانية.

ذات صلة: منصة الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد الجديدة من HP قد تُحدث ثورة في صناعة السيارات

من خلال استخدام المرايا الدوارة بزاوية 360 درجة ، يمكن لهذه الأنظمة تطوير نماذج عالية الدقة للكائن بسرعة وسهولة. متغير طفيف آخر لأنظمة وقت الطيران هذه يستخدم تقنية تغيير الطور. دون الخوض في الكثير من التفاصيل الفيزيائية الجوهرية ، تعدل هذه الأنظمة قوة وسعة موجة الليزر وتراقب تغير الطور لتطوير عمليات مسح ثلاثية الأبعاد أكثر دقة.

من المحتمل أن تكون الماسحات الضوئية الليزرية دائمًا أكثر دقة من الماسحات الضوئية لمستشعر الصور المتوفرة حاليًا على الأنظمة الأساسية للجوال. ومع ذلك ، بالنسبة للعديد من التطبيقات ، مثل مسح المباني والنمذجة المعمارية ، يمكن لمستشعرات الصور هذه إنجاز مهمة المسح إلى درجات الدقة اللازمة.

المسح ثلاثي الأبعاد في البناء

أثبتت تقنيات المسح ثلاثي الأبعاد أيضًا أنها مفيدة خارج تطوير المنتج البسيط. في الواقع ، من نواح كثيرة ، ارتفع المسح ثلاثي الأبعاد في تطبيقات البناء إلى طليعة حالات الاستخدام لهذه التكنولوجيا الجديدة.

يمكن أن يوفر القياس ثلاثي الأبعاد في المباني الحالية غيوم نقطية عالية الدقة للتخطيط والبناء. على سبيل المثال ، إذا كنت بحاجة إلى تصميم نظام مجاري الهواء في جميع أنحاء المبنى الحالي ، فإن المسح ثلاثي الأبعاد للمبنى سيسمح لك بتصميم هذا النظام في CAD بسهولة. كان البديل القديم هو غربلة المخططات أو الذهاب إلى الموقع وقياس الأبعاد الفعلية.

يمكن للمقاولين العموميين أيضًا استخدام المسح بالليزر للتأكد من أن مشروع البناء النهائي يقيس الخطط الأصلية بدرجة عالية من الدقة. من خلال إجراء مسح لمبنى مكتمل ، يمكن بسهولة مقارنة النموذج الناتج مع تصميم CAD الأولي.

المقياس الرئيسي الذي يجب ملاحظته هنا هو أنه يمكن إجراء المسح ثلاثي الأبعاد خلال مراحل مختلفة من مشروع البناء. بقسوة 15% من كل مشروع بناء هو إعادة صياغة الأشياء التي تم إنشاؤها بشكل خاطئ. قد يفاجئ هذا أي شخص ، لكنه نموذجي إلى حد ما بالنظر إلى النطاق الواسع الذي تشمله هذه المشاريع.

يسمح المسح ثلاثي الأبعاد طوال العملية بأكملها للمقاولين العامين بالتحقق من دقة البناء أثناء مرحلة البناء ، مما يمنع تقريبًا 1 إلى 3٪ من عملية إعادة العمل.

ذات الصلة: الصور الأولى للإنسان بواسطة أول ماسح ضوئي للجسم في العالم.

في حين أن هذا قد لا يبدو مهمًا ، فإن هذه الأرقام تشير إلى مهمة البناء الشاملة. وبالتالي، 1 إلى 3٪ من مشروع إنشاء بملايين الدولارات هو مبلغ كبير من المال - فهو يجعل المسح بالليزر والتكاليف المرتبطة به تستحق العناء بسرعة.

يمكن للمسح ثلاثي الأبعاد ، المدمج مع برنامج المحاكاة ، تطوير نماذج محاكاة للمكون الفعلي ، بدلاً من تصميم CAD. مع استمرار نمو تقنيات المسح هذه ، من المحتمل أن نرى اندماجًا أعمق في العمليات الهندسية ، مما قد يساعد في الاستفادة من تقنيات إنترنت الأشياء والتعليقات الأبعاد في الوقت الفعلي


شاهد الفيديو: كيف ابداء الطباعة 3D (شهر اكتوبر 2022).