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三維掃描建模技術的前景

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3D建模細分市場

AOI技術主要應用PCB、FPD、半導體等行業,根據權威統計,2019年全3D自動光學檢測AOI)市場總值達到52億元,預2026年可以增長121億元,年復合增長(CAGR)12.6%。在中國市場 PCB行業AOI的主要應用領域,2017年僅20%-30%的生產線配備AOI,根據粗略的估計目前產線上實際使用AOI設備遠不及市場空間的半數。除SMT檢測,AOI設備PCB行業還可以用DIP檢測、外觀檢測等。  

在其他領域細分行業,3D建模也大有用處。

一、高端制造領域

  3D建??捎糜诤娇蘸教?、汽車工業、機械、能源和金屬模具等行業高性能零件的制造,各類工業新產品的快速迭代開發與測試驗證,以及科研院所和專業院校開展各3D數字化。

高端制造領域具體應用

細分行業

技術鏈

具體應用

航空航天

航空航天產品及零件三維設計與數字化檢測

燃油噴嘴、四激光打印件、調節閥、葉片渦輪、閥體砂模、飛機操縱桿、航空零件數字化檢測、三維數據存檔與檢測、大型鑄件檢測等

汽車工業

設計:通過逆向工程及輔助建模的手段,快速構建高質量的汽車設計

高溫合金排氣歧管、殼體、金 3D 打印一體化換熱器、定制化排氣管、超級跑車改裝、汽車車身檢測

機械、能源

對各類零件 3D 數字化設計與尺寸檢測

批量葉輪打 、液壓系統、刀具、散熱 、燃氣輪機葉片、器械、大型汽輪機鑄件檢測、動車組列車車窗測量、風電輪轂檢測

金屬模具

針對模具的全尺寸精度檢測

 3D 打印注塑模具、汽車鈑金模具檢測

設計驗證

其他工業領域各類產品的數字化設計及驗證

電動工具、鉆頭模型、設計驗證件、設計驗證

二、精準醫療領域

3D建??捎糜邶X科、康復醫療、骨科行業,促進了傳統手工定制工藝的數字化改造,提升了個性化產品制作精度,為公眾健康和更美好的生活提供技術支撐。

精準醫療領域具體應用

細分行業

技術鏈

具體應用

齒科

直接或間接方式獲取數字印模,用于數字化義齒制作

口內掃描:直接獲取口內三維數據,用 CAD 設計齒科修復體;

模型掃描:掃描印模、石膏工作模型等模型數據,間接獲取口腔三維數據,用 CAD 設計齒科修復、種植、正畸類產品;

口內掃描與模型掃描、修復應用、正畸應用、種植應用

康復醫療

 3D 數據采集:通 3D 掃描得到用于制作康復輔具的精準人體三維數據,進行精確、無損害 3D 數字化診療,或通 3D 打印進行個性化治具產品直接制造;

脊柱側彎矯形器、義肢個性化定制、鈦合金助聽器

 

快速3D建模技術

(一)    快速3D建模技術

目前項目掌握的快3D建模技術有單目結構光快3D建模技術、雙目結構光快3D建模技術。3D AOI檢測主要使用雙目結構光快3D建模技術,該技術采用了結構光和自研的雙目視覺匹配算法相結合的三維重建。

結構光作為雙目立體成像的一種不可或缺的工具,指一些具有特定模式的光,其模式圖案可以是點、線、面等。雙目立體視覺是仿照人類利用雙目視差感知距離的方法,實現對三維信息的感知???/span>3D建模技術的原理是首先將條紋結構光投射至物體表面,再使用攝像機接收該物體表面反射的結構光圖案,根據標定好的雙目相機采用三角測距原理獲得被投影物體的深度信息。

該技術大大擴展了三維建模技術的使用范圍以及使用場景,使得后續模型的重建以及檢測流程得以快速進行。

 

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(二)    3D建模技術類型

目前根據三維重建的技術不同,傳統三維重建算法分為主動式的三維重建有結構光、ToF激光飛行時間法和三角測距法;被動式的三維重建有單目視覺和雙/多目視覺;基于深度學習的三維重建算法;以及深度學習重建算法和傳統三維重建算法的融合,優勢互補。

技術類型

三維重建算法

主動式

結構光、ToF激光飛行時間法和三角測距法

被動式

單目視覺和雙/多目視覺

基于深度學習

深度學習,與傳統三維重建算法融合

(三)快3D建模光學檢測優點:

變形及瑕疵檢測研究是機器視覺研究領域的一個熱點。由于工業生產過程,產品難免會產生表面變形及瑕,有些變形及瑕疵會對產品質量造成嚴重威,所以相應的變形及瑕疵檢測技術顯得尤為重要。

傳統的人工肉眼檢測主觀性大,效率低、誤檢、漏檢率高、檢測結果無法數字,無法滿足企業快速生產的要求?;跀底謭D像處理AOI檢測設備具有精度高、速度快、無接觸的優點,能夠克服人工檢測的弊端,在缺陷檢測行業有良好的應用前景。

 

 

2020年7月1日 11:40
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