Оглавление:

• Что такое светоотражающие маркеры?

• Зачем нужны светоотражающие маркеры при 3D-сканировании?

• Руководство по размещению светоотражающих маркеров

• Как лазерный 3D-сканер ZG может помочь в проверке качества при сканировании с помощью маркеров?

• Безмаркерные решения

• Вывод

1. Что такое светоотражающие маркеры?

Светоотражающие маркеры\u003Ci>(also commonly known as positioning targets) are small stickers or magnets with a circular reflective area in the middle and a black outer ring.\u003C\/i> \u003Cb>(также широко известные как позиционирующие мишени) представляют собой небольшие наклейки или магниты с круглой отражающей областью посередине и черным внешним кольцом.\u003C\/b> \u003Ci>Reflective markers are placed on the object or its surroundings before 3D scanning, the 3D scanner can easily detect these \\"high-contrast\\" targets during scanning and determine the scanner's location in space, this is the key to 3D scanner's portability and dynamic referencing.\u003C\/i> \u003Cb>Отражающие маркеры размещаются на объекте или его окружении перед 3D-сканированием, 3D-сканер может легко обнаружить эти «высококонтрастные» цели во время сканирования и определить местоположение сканера в пространстве, это ключ к портативности 3D-сканера и динамической привязке. .\u003C\/b>

\u003Ci>For ZG 3D laser scanners, the reflective markers are used for real-time tracking, allowing fast and accurate 3D scanning.\u003C\/i> \u003Cb>В лазерных 3D-сканерах ZG отражающие маркеры используются для отслеживания в реальном времени, обеспечивая быстрое и точное 3D-сканирование.\u003C\/b> \u003Ci>During scanning, when the ZG 3D scanner detects reflective markers on object surface individually, the ZGScan scanning software can recognize and analyze each marker in real time.\u003C\/i> \u003Cb>Во время сканирования, когда 3D-сканер ZG обнаруживает отражающие маркеры на поверхности объекта по отдельности, программа сканирования ZGScan может распознавать и анализировать каждый маркер в режиме реального времени.\u003C\/b> \u003Ci>A data set with a minimum of 4 markers is used to position each scanning frame.\u003C\/i> \u003Cb>Набор данных с минимум 4 маркерами используется для позиционирования каждого кадра сканирования.\u003C\/b> \u003Ci>As the scanner moves around the object, the ZGScan scanning software records the exact location of each frame as they relate to each other and uses that information to align the data for 3D rendering in the software in real time.\u003C\/i> \u003Cb>Когда сканер перемещается вокруг объекта, программное обеспечение сканирования ZGScan записывает точное местоположение каждого кадра по мере их связи друг с другом и использует эту информацию для выравнивания данных для 3D-рендеринга в программном обеспечении в режиме реального времени.\u003C\/b>

\u003Ci>After scanning, the reflective markers can be easily edited out in the data editing process;\u003C\/i> \u003Cb>После сканирования отражающие маркеры можно легко удалить в процессе редактирования данных;\u003C\/b> \u003Ci>Besides that, the reflective markers can also be used as reference points to merge two scanning data.\u003C\/i> \u003Cb>Кроме того, отражающие маркеры также можно использовать в качестве опорных точек для объединения двух данных сканирования.\u003C\/b>

Ниже приведены два типа наиболее часто используемых светоотражающих маркеров:

Маркеры стикеров:Наклейки-маркеры приклеены с обратной стороны, их можно наклеить на объект и легко оторвать руками.

Магнитные маркеры:Магнитные маркеры можно легко прикрепить к магнитным предметам, таким как железо и сталь, они многоразовые, их можно легко прикрепить или снять.

Наклейка Светоотражающие маркеры Магнитные светоотражающие маркеры

2. Зачем нужны отражающие маркеры при 3D-сканировании?

3D сканеры\u003Ci>can be classified according to one of their main features: the positioning method.\u003C\/i> \u003Cb>можно классифицировать по одному из основных признаков: методу позиционирования.\u003C\/b> \u003Ci>Laser scanners project multiple laser lines on the object to be scanned, while structured-light (or white-light) scanners project light and shade patterns.\u003C\/i> \u003Cb>Лазерные сканеры проецируют несколько лазерных линий на сканируемый объект, в то время как сканеры структурированного света (или белого света) проецируют световые и теневые узоры.\u003C\/b> \u003Ci>Both of them will take images and analyze the projection's specific deformation on the object to extract 3D data.\u003C\/i> \u003Cb>Оба они будут делать изображения и анализировать конкретную деформацию проекции на объекте для извлечения 3D-данных.\u003C\/b>

\u003Ci>The scanning data is displayed in the form of point cloud or triangle mesh.\u003C\/i> \u003Cb>Данные сканирования отображаются в виде облака точек или треугольной сетки.\u003C\/b> \u003Ci>As the scanner moves around the object during scanning, different sets of scanning data are brought into a common coordinate, where data is merged into a complete model.\u003C\/i> \u003Cb>По мере того, как сканер перемещается вокруг объекта во время сканирования, различные наборы данных сканирования сводятся к общей координате, где данные объединяются в полную модель.\u003C\/b> \u003Ci>This process is called alignment or registration, it can be done in real-time during the scanning process, or in the post-processing step.\u003C\/i> \u003Cb>Этот процесс называется выравниванием или регистрацией, его можно выполнять в режиме реального времени в процессе сканирования или на этапе постобработки.\u003C\/b>

Применение отражающих маркеров решает две отдельные проблемы 3D-сканирования: сложность точного выравнивания данных сканирования и сложность достижения высокой точности на больших объектах.

2.1 Сложность точного совмещения данных сканирования

\u003Ci>As we know, the structured-light (or white-light) 3D scanners can generate complete 3D surface of an object without using a single reflective marker.\u003C\/i> \u003Cb>Как мы знаем, 3D-сканеры структурированного света (или белого света) могут генерировать полную 3D-поверхность объекта без использования одного отражающего маркера.\u003C\/b> \u003Ci>It has sophisticated algorithms which will align the scan images data based on geometric features of the object.\u003C\/i> \u003Cb>Он имеет сложные алгоритмы, которые будут выравнивать данные сканированных изображений на основе геометрических особенностей объекта.\u003C\/b> \u003Ci>However, this kind of guesswork doesn't always lead to great results, and in many cases, especially for objects with large flat surfaces and no unique geometric feature, even the most sophisticated algorithm will fail.\u003C\/i> \u003Cb>Однако такого рода догадки не всегда приводят к хорошим результатам, и во многих случаях, особенно для объектов с большими плоскими поверхностями и без уникальной геометрической формы, даже самый сложный алгоритм не сработает.\u003C\/b>

\u003Ci>Imagine scanning a steel plate which is 8-meter long and 6-meter wide, there are no geometric features on the steel plate surface at all.\u003C\/i> \u003Cb>Представьте себе сканирование стальной пластины длиной 8 м и шириной 6 м, на поверхности стальной пластины вообще нет никаких геометрических элементов.\u003C\/b> \u003Ci>Placing reflective markers on the sheet plate surface can give the 3D scanner a \\"constant feature\\" to track, which enables the scanning software to register all different scanning frames for the 3D data sets, and align the 3D data sets to form complete 3D scanning data.\u003C\/i> \u003Cb>Размещение отражающих маркеров на поверхности листовой пластины может дать 3D-сканеру «постоянную функцию» для отслеживания, что позволяет программному обеспечению сканирования регистрировать все различные кадры сканирования для наборов 3D-данных и выравнивать наборы 3D-данных для формирования полного 3D. данные сканирования.\u003C\/b> \u003Ci>If without reflective markers, the 3D scanner will lose its alignment and the software will not know how Frame1 is supposed to be aligned to Frame2, Frame2 to Frame3, and so on…\u003C\/i> \u003Cb>Если без отражающих маркеров, 3D-сканер потеряет свое выравнивание, и программа не будет знать, как кадр 1 должен быть выровнен с кадром 2, кадр 2 с кадром 3 и так далее…\u003C\/b>

2.2. Сложность достижения высокой точности на больших объектах

\u003Ci>During scanning, when 3D scanner detects reflective markers on the object surface, it enables the scanner to determine its location in space based on relative position to the object, which is called self-positioning or dynamic referencing.\u003C\/i> \u003Cb>Во время сканирования, когда 3D-сканер обнаруживает отражающие маркеры на поверхности объекта, он позволяет сканеру определить свое местоположение в пространстве на основе относительного положения объекта, что называется самопозиционированием или динамической привязкой.\u003C\/b> \u003Ci>While as the scanner moves around the object during scanning, error can accumulate as the scanning volume grows, especially for large objects.\u003C\/i> \u003Cb>В то время как сканер перемещается вокруг объекта во время сканирования, ошибка может накапливаться по мере увеличения объема сканирования, особенно для больших объектов.\u003C\/b> \u003Ci>It is possible to minimize the accumulation of the error by using technologies such as photogrammetry and reflective markers.\u003C\/i> \u003Cb>Можно свести к минимуму накопление ошибки, используя такие технологии, как фотограмметрия и отражающие маркеры.\u003C\/b>

\u003Ci>Before scanning, there is a process called pre-modeling to obtain a preliminary skeleton for the object to be scanned.\u003C\/i> \u003Cb>Перед сканированием выполняется процесс, называемый предварительным моделированием, для получения предварительного скелета сканируемого объекта.\u003C\/b> \u003Ci>Using a photogrammetry system to take photos of reflective markers on large object surface firstly, the photogrammetry system can triangulate the markers in the images to determine their location in a three-dimensional space.\u003C\/i> \u003Cb>Используя систему фотограмметрии, чтобы сначала сфотографировать отражающие маркеры на поверхности большого объекта, система фотограмметрии может триангулировать маркеры на изображениях, чтобы определить их местоположение в трехмерном пространстве.\u003C\/b> \u003Ci>When the markers data is imported into scanning software, it can help to constrain the scan data to generate exceptionally accurate and repeatable 3D data for large objects very quickly.\u003C\/i> \u003Cb>Когда данные маркеров импортируются в программное обеспечение для сканирования, это может помочь ограничить данные сканирования для очень быстрого создания исключительно точных и воспроизводимых 3D-данных для больших объектов.\u003C\/b>

Пожалуйста, проверьте, какСистема фотограмметрии PhotoShot Liteи светоотражающие маркеры помогают3D-сканер ZG RigelScan Plusпроводить точные3D-контроль узлов тяжелого оборудования размерами 8 м x 6 м x 5 м и 5 м x 3 м x 2,5 м.

3. Руководство по размещению светоотражающих маркеров

При размещении маркеров оператору необходимо обратить внимание на следующие моменты:

3.1 Разместите маркеры на объекте

\u003Ci>The reflective markers should cover the whole object surface, try to place the reflective markers on the flat area.\u003C\/i> \u003Cb>Светоотражающие маркеры должны покрывать всю поверхность объекта, старайтесь размещать светоотражающие маркеры на плоской поверхности.\u003C\/b> \u003Ci>If the condition is restricted, place the markers on the less curved area as much as possible.\u003C\/i> \u003Cb>Если условие ограничено, поместите маркеры на менее изогнутую область, насколько это возможно.\u003C\/b> \u003Ci>If the markers deform at a large degree, the scanning accuracy will be influenced.\u003C\/i> \u003Cb>Если маркеры сильно деформируются, это повлияет на точность сканирования.\u003C\/b>

\u003Ci>For ZG 3D scanners, at least 4 reflective markers have to be seen in every frame to perform normal 3D scanning.\u003C\/i> \u003Cb>Для 3D-сканеров ZG для нормального 3D-сканирования в каждом кадре должно быть видно не менее 4 отражающих маркеров.\u003C\/b> \u003Ci>For standard and wide-range scanning, the operator can apply Φ6mm reflective markers and place the markers at the distance of 60mm-100mm between each marker;\u003C\/i> \u003Cb>Для стандартного и широкодиапазонного сканирования оператор может использовать отражающие маркеры Φ6 мм и размещать маркеры на расстоянии 60-100 мм между каждым маркером;\u003C\/b> \u003Ci>For specific areas needing ultra-fine scanning, apply Φ3mm reflective markers and place the markers at the distance of 20mm-50mm.\u003C\/i> \u003Cb>Для определенных областей, требующих сверхтонкого сканирования, нанесите светоотражающие маркеры Φ3 мм и разместите маркеры на расстоянии 20–50 мм.\u003C\/b>

3.2 Разместите маркеры на окружении объекта

\u003Ci>When the part is too small or the reflective markers can't be placed properly on the object surface, markers can be placed around the object's surroundings.\u003C\/i> \u003Cb>Когда деталь слишком мала или отражающие маркеры не могут быть правильно размещены на поверхности объекта, маркеры можно разместить вокруг объекта.\u003C\/b> \u003Ci>For this circumstance, please make sure the relative position of reflective markers and object remains the same during scanning.\u003C\/i> \u003Cb>В этом случае убедитесь, что относительное положение отражающих маркеров и объекта остается неизменным во время сканирования.\u003C\/b>

3.3 Меры предосторожности при размещении светоотражающих маркеров

3.3.1 Не размещайте маркеры на поверхности с большой кривизной.

3.3.2 Не располагайте маркеры вблизи края\/детали объекта (<4 мм).

3.3.3 Не размещайте маркеры ровно в линию или на одинаковом расстоянии (3D-сканер не может выполнить точный расчет).

3.3.4 Не располагайте маркеры правильной формы, например треугольниками или квадратами.

3.3.5 Не используйте поврежденные, неполные, жирные или грязные маркеры.

Неправильные примеры приведены ниже,

3.4 Что еще нужно знать

\u003Ci>3.4.1 The 3D scanner might sometimes doesn't see a reflective marker when scanning from a large angle.\u003C\/i> \u003Cb>3.4.1 Иногда 3D-сканер может не видеть отражающий маркер при сканировании под большим углом.\u003C\/b> \u003Ci>This means that when scanning around a bending area (like from the front bumper of the car to the back door), try to place more reflective markers in the field of view.\u003C\/i> \u003Cb>Это означает, что при сканировании области изгиба (например, от переднего бампера автомобиля до задней двери) старайтесь размещать в поле зрения больше светоотражающих маркеров.\u003C\/b>

\u003Ci>3.4.2 The ZGScan and HyperScan scanning software can display how many markers the 3D scanner is seeing in real-time.\u003C\/i> \u003Cb>3.4.2 Программное обеспечение для сканирования ZGScan и HyperScan может отображать, сколько маркеров видит 3D-сканер в режиме реального времени.\u003C\/b> \u003Ci>If you are not sure about whether you've placed enough markers on the object, turn on the scanner and click \\"Scan Markers\\" in the scanning software, you will see how many markers the scanner sees in each frame and if more markers are needed.\u003C\/i> \u003Cb>Если вы не уверены, разместили ли вы достаточное количество маркеров на объекте, включите сканер и нажмите «Сканировать маркеры» в программе сканирования, вы увидите, сколько маркеров сканер видит в каждом кадре и если маркеры больше необходимы.\u003C\/b>

4. Как лазерный 3D-сканер ZG может помочь в проверке качества при сканировании с помощью маркеров?

Формы для литья под давлением необходимо обслуживать строго на регулярной основе для существенного ремонта, чтобы они могли продолжать работать с размерами и точностью, как изначально планировалось.

\u003Ci>With multi-mode, versatile metrology-grade 3D scanner -- AtlaScan, we can scan the markers on the mold first to get an overall shape of the entire mold and the markers spatial data, which we can import into the scanning software and scan the surface of the mold.\u003C\/i> \u003Cb>С многорежимным универсальным метрологическим 3D-сканером AtlaScan мы можем сначала сканировать маркеры на пресс-форме, чтобы получить общую форму всей пресс-формы и пространственные данные маркеров, которые мы можем импортировать в программное обеспечение для сканирования и сканировать поверхность формы.\u003C\/b> \u003Ci>During the surface scanning process, the scan data will be automatically aligned to the imported markers data, the scanning data is tightly constrained and extremely accurate.\u003C\/i> \u003Cb>В процессе сканирования поверхности данные сканирования будут автоматически выравниваться с данными импортированных маркеров, данные сканирования строго ограничены и чрезвычайно точны.\u003C\/b> \u003Ci>Then the 3D scanning data is compared with original CAD model to generate 3D color map and inspection report, the engineers can know if the mold needs refurbishing or not clearly.\u003C\/i> \u003Cb>Затем данные 3D-сканирования сравниваются с исходной моделью САПР для создания 3D-карты цветов и отчета о проверке, инженеры могут узнать, нуждается ли пресс-форма в ремонте или нет.\u003C\/b>

AtlaScan-Scan с отражающими маркерами для проверки пресс-форм

Конкретный процесс, как показано ниже,

1. Разместите достаточное количество светоотражающих маркеров на поверхности формы.

2. Подключите AtlaScan к источнику питания и прогрейте сканер в течение 20 минут.

3. Нажмите «Сканировать маркеры» в программном обеспечении ZGScan, захватите все маркеры на поверхности формы и экспортируйте данные маркеров.

4. Нажмите \\"Импортировать маркеры\\", чтобы импортировать данные маркеров в программное обеспечение ZGScan.

5. Нажмите \\"Сканировать поверхность\\" и начните сканирование поверхности пресс-формы.

6. Обработайте данные сканирования и сохраните их в формате .stl.

7. Импортируйте данные сканирования в стороннее программное обеспечение для создания трехмерной цветовой карты и отчета о проверке.

Для получения дополнительной информации оПрофессиональный метрологический 3D-сканер ZG AtlaScan, пожалуйста, проверьтеПрофессиональный метрологический 3D-сканер ZG AtlaScan.

5. Решения без маркеров

\u003Ci>During daily communications with customers, we have received many different iterations of the same question over and over.\u003C\/i> \u003Cb>Во время ежедневного общения с клиентами мы снова и снова получаем много разных итераций одного и того же вопроса.\u003C\/b> \u003Ci>Something along the lines of: \\"Do we have to place markers on the part?\\" or \\"Is there any way can save us the time of placing markers on the object surface?\\".\u003C\/i> \u003Cb>Что-то вроде: «Нужно ли нам размещать маркеры на детали?\\» или «Есть ли способ сэкономить время на размещении маркеров на поверхности объекта?\\».\u003C\/b> \u003Ci>Reflective markers benefit fast and accurate 3D scanning, while sometimes the markers placement does increase the setup time and limit the size of objects that can be scanned efficiently.\u003C\/i> \u003Cb>Отражающие маркеры обеспечивают быстрое и точное 3D-сканирование, хотя иногда размещение маркеров увеличивает время настройки и ограничивает размер объектов, которые можно эффективно сканировать.\u003C\/b>

Поскольку ZG Technology продолжает улучшать свою высококачественную продукцию, две представленные ниже системы сканирования без маркеров могут помочь пользователям сэкономить время на размещении маркеров на поверхности объекта и значительно повысить эффективность сканирования.

5.1 Лазерный 3D-сканер HyperScan Optical Tracking

Умный оптический 3D-сканер слежения,Гиперскан\u003Ci>, adopts blue laser technology with multiple working modes.\u003C\/i> \u003Cb>, использует технологию синего лазера с несколькими режимами работы.\u003C\/b> \u003Ci>The hardware of HyperScan is composed of an optical tracker and a handheld 3D laser scanner with a rigid structure marker frame.\u003C\/i> \u003Cb>Аппаратное обеспечение HyperScan состоит из оптического трекера и ручного 3D-лазерного сканера с маркерной рамкой жесткой конструкции.\u003C\/b> \u003Ci>During the scanning process, the optical tracker will track the markers on the scanner and establish the scanner's position in the space.\u003C\/i> \u003Cb>В процессе сканирования оптический трекер будет отслеживать маркеры на сканере и определять положение сканера в пространстве.\u003C\/b> \u003Ci>Thus there is no need to place positioning markers on the measured workpiece, which not only improves the convenience of operating the handheld scanner but also truly realizes instant scanning at the scanning site.\u003C\/i> \u003Cb>Таким образом, нет необходимости размещать позиционирующие маркеры на измеряемой заготовке, что не только повышает удобство работы с ручным сканером, но и действительно реализует мгновенное сканирование в месте сканирования.\u003C\/b>

5.2 Лазерный 3D-сканер MarvelScan без трекеров и маркеров

МарвелСкан\u003Ci>, the first Tracker-free and marker-free portable 3D laser scanner in the world, is a breakthrough product to change the working method of a portable 3D laser scanner with faster scanning efficiency.\u003C\/i> \u003Cb>, первый в мире портативный лазерный 3D-сканер без трекеров и маркеров, является прорывным продуктом, который меняет метод работы портативного лазерного 3D-сканера с более высокой эффективностью сканирования.\u003C\/b> \u003Ci>Thanks to the unique Inside-Out monocular positioning technology, during the whole scanning procedure, the operator does not need to place sticker markers at all.\u003C\/i> \u003Cb>Благодаря уникальной технологии монокулярного позиционирования Inside-Out на протяжении всей процедуры сканирования оператору вообще не нужно размещать маркеры-наклейки.\u003C\/b> \u003Ci>Compared to other optical tracking scanning system, MarvelScan does not require a rigid structure with markers around the scanner or an optical tracker at all, which improves portability and simplify the calibration procedure dramatically.\u003C\/i> \u003Cb>По сравнению с другими системами сканирования с оптическим отслеживанием, MarvelScan вообще не требует жесткой конструкции с маркерами вокруг сканера или оптического трекера, что повышает портативность и значительно упрощает процедуру калибровки.\u003C\/b>

6. Заключение

\u003Ci>With the help of reflective markers, 3D scanners are more and more used to get complete or partial 3D measurements of any physical object.\u003C\/i> \u003Cb>С помощью отражающих маркеров 3D-сканеры все чаще используются для получения полных или частичных 3D-измерений любого физического объекта.\u003C\/b> \u003Ci>3D scanners can generate millions of points per second, the measurement and inspection efficiency are much higher when compared to traditional \\"point-by-point\\" measurement devices.\u003C\/i> \u003Cb>3D-сканеры могут генерировать миллионы точек в секунду, эффективность измерения и проверки намного выше по сравнению с традиционными устройствами измерения «точка за точкой».\u003C\/b> \u003Ci>Meanwhile, ZG Technology also offers Marker-Free solutions that the operators don't need to place markers on object surface at all.\u003C\/i> \u003Cb>Между тем, ZG Technology также предлагает решения без маркеров, в которых операторам вообще не нужно размещать маркеры на поверхности объекта.\u003C\/b> \u003Ci>If you have any other questions about reflective markers or ZG 3D scanning solutions, please feel free to contact ZG Technology for further discussions.\u003C\/i> \u003Cb>Если у вас есть другие вопросы о отражающих маркерах или решениях ZG для 3D-сканирования, обращайтесь в ZG Technology для дальнейшего обсуждения.\u003C\/b>