探索便携式三维测量技术产品所带来的非同寻常的可能性 – 第一部分

在众多测量方法中，三维扫描和计量有时被认为是先进的技术和行业之一，只有少数有经验的大师才能拥有。但别担心，先进技术产品的大众化正是我们这个新时代的趋势。你知道吗？如今三维扫描仪及其相关软件套件不仅应用于高端行业，而且还应用于一般行业和利基市场，为用户、消费者和工人带来了诸多好处。

本文涵盖一些您乍看之下不会认为是与计量学、三维扫描、3D 打印和逆向工程有关的背景和应用。其中包括赛车、博物馆学/考古学、兽医解剖学和山地自行车。这些截然不同的行业有什么共同点呢？在某种程度上，他们依靠三维扫描以更有效的方式达到了他们的目标。

三维扫描仪和摄影测量能否解决超大物体的处理问题？

自 2017 年以来，伦敦的自然历史博物馆是一个名为“希望”的现存最大哺乳动物蓝鲸骨架的所在地。博物馆的核心研究实验室希望对鲸鱼的各种骨骼进行三维扫描，特别是其巨大的头骨。后者的长度约为 6 米，这无疑在操作和移动方面为他们带来了挑战。尽管博物馆研究实验室的工作人员购买了专门用来扫描放置在工作台和其他坚实表面上的物体的三维扫描仪，但这一次他们面临着一种完全不同的情况。

在扫描之前，工作人员给出了一些要求和提示：

• 在这个过程中，骨架很可能会发生移动
• 由于准备尽快展出“希望”，扫描必须很短的时间内完成
• 工程师不得在头骨或下部结构上涂抹任何类型的颜料

考虑到这一点，Creaform 形创公司在英国的一位合作伙伴，即三维测量和扫描服务的领先供应商 Measurement Solutions 公司与该实验室的工作人员一起提出了一个三步行动计划：1) 为摄影测量准备环境；2) 精确地扫描和获取数据；3) 通过实时可视化功能处理数据。

首先，工程师们在头骨上及其周围放置了一些小的反射靶。工程师们通过光学三坐标、摄影测量系统 MaxSHOT 3D,为如“希望”这样的大型项目进行测量。MaxSHOT 3D能以 0.015 mm/m 的精度处理 2 至 10 米长的物体。工程师们采取数字摄影图像来计算每个目标的位置，从而得出了一个长期不变的参考系。由于骨架是由电线悬挂的，容易发生移动，因此动态参考功能（即动态跟踪）是非常重要的。

然后，Measurement Solutions 团队使用 Creaform 形创公司的 MetraSCAN 3D 便携式光学三坐标扫描仪和动态跟踪系统 C-Track，对蓝鲸头骨进行了快速、轻松、完全手持的精确扫描。只要三维扫描仪能在其扫描范围内检测到一些目标点，它就能获取数据，它在空间中的位置同时被 C-Track“跟踪”，而 C-Track 又可以在工作区域内移动，从而可以覆盖更多的表面。

三维扫描系统是否有应用局限性？

本案例给出的答案是否定的。不是吗？为什么不对患有蹄叶炎的动物的四肢进行扫描，并 3D打印一个设备来加强它的腿部、减轻疼痛并促进它的康复呢？

Holly 是一匹来自澳大利亚赛马场的雌性小马。它患有蹄叶炎，这是一种影响蹄和骨之间连接的疾病，是由于流向敏感和不敏感的蹄叶的血流中断所致。随着疾病的恶化，蹄上可能有压力点，它们是引起疼痛和炎症的根源。英联邦科学与工业研究组织（CSIRO）进行了一项兽医临床研究，以评估 3D 打印马蹄铁的有效性。在这项研究之后，古德伍德赛马场团队很想知道这项技术是否能在未来应用于赛马运动。