Программы для обработки лазерного сканирования

Обновлено: 06.07.2024

Здравствуйте! В статье мы знакомим вас с программными решениями для 3D-сканирования и дальнейшей обработки моделей: с возможностями, назначением и отличительными чертами программ разных издателей.

3D Systems Geomagic Control X / Design X / Wrap

Программный комплекс разработан для линейных измерений и выявления дефектов поверхностей объектов. Рассмотрим ситуации, когда использование Geomagic Control X оптимизирует производственные процессы.

1. ПО используют для входного контроля качества деталей, поступающих на производственные предприятия от поставщиков. Для инспекции большого количества объектов необходимо создать алгоритм и запустить его для проверки всей серии продукции. Программа позволяет измерить отклонения и задать параметры для различных поверхностей, что снижает временные затраты, по сравнению с другими способами контроля качества.

2. Файлы Geomagic Control X поддерживаются СAD, комплексное использование программ позволяет вычислить изменение размеров деталей под воздействием температур. Благодаря этой возможности, инженеры могут вносить корректировки в 3D-модель до запуска серийного производства, уменьшая затраты на брак.

3. При помощи программы определяют степень износа и выявляют отклонения от нормы в эксплуатируемых объектах, предотвращая поломки оборудования и определяя необходимость профилактики и ремонта. В рамках ПО пользователь может составить отчет, проанализировать тенденции и сделать вывод о сроках появления дефектов оборудования или инструментов.

Подробнее о функционале смотрите в видео:

Для задач обратного проектирования разработчики предложили версию Geomagic Design X подходящую для всех моделей 3D-сканеров. Программа позволяет создать новую деталь из оцифрованной модели, а также восстановить форму и конструкцию испорченного объекта.

В видео представлен пример работы в программе:

Программа 3D Systems Geomagic Wrap создана для сканирования и обработки данных объектов широкого размерного диапазона. Три ведущие области применения приложения:

создание 3D-фильмов и графический дизайн;
использование в археологии для восстановления древних артефактов;
реставрация и сохранение культурных ценностей.

Creaform VXmodel

Программные решения Creaform — это комплект программ для оцифровки объектов и обработки готовых моделей. Самое распространенное приложение — VXmod создано для сканирования и работы с моделями, в том числе в системах автоматического проектирования.

Источник изображения: 3d-skenovani.cz

Софт позволяет сшивать несколько сканов в единый объект. Функция востребована при работе с крупногабаритными предметами.

В программе можно корректировать огрехи сканирования: заполнять пустоты, соединять грани, уменьшать плотность сетки и дорабатывать прочие нюансы.

Среди дополнительного функционала — создание поверхностей и кривых, транспортировка информации в Autodesk Inventor и другие программы.

Предлагаем небольшое ознакомительное видео для демонстрации работы в ПО:

Faro Scene

FARO — производитель 3D-сканеров с мировым именем, он разрабатывает эксклюзивные программные решения, совместимые с собственными цифровыми устройствами и сканерами многих других торговых марок.

Отличительная черта Faro Scene — высокая четкость и точность изображения, возможность просмотра модели в среде виртуальной реальности (VR).
Во время оцифровки изображение формируется на экране ноутбука или компьютера. При неудовлетворительном результате процесс можно остановить, не дожидаясь завершения, и запустить заново.

Еще одна особенность программы — наложение фотографии на готовую модель с целью переноса данных о цвете объекта.

Видео демонстрирует работу 3d сканера и программы SCENE в сфере архитектуры.

Siemens Solid Edge

Solid Edge — комплекс программных решений, созданных для обработки моделей, полученных путем сканирования объектов. ПО используют как в реверс-инжиниринге, так и в проектировании новых изделий.

Одна из программ пакета — Solid Edge Wiring Design, которую используют для оптимизации проектирования электрической проводки и плат. Преимущество софта — в сокращении времени проектирования за счет возможности быстрого перехода от одного блока электрической цепи к другому.

ПО Solid Edge Simulation помогает определить нагрузки на прототипы изделий. Пользователь имеет возможность изучить параметры элементов в системе, чтобы проверить точность соотношения ряда деталей. Программа также анализирует тепловое взаимодействие между деталями или жидкостями.

Solid Edge Augmented Reality переносит трехмерные модели в АR системы.

Результаты обработки данных хранятся “в облаке”, что обеспечивает доступ удаленным пользователям, для совместной работы над проектами.

Видео демонстрирует рабочий процесс в Solid Edge:

RangeVision ScanCenter

Программа RangeVision ScanCenter разработана для сканирования объектов и создания моделей крупногабаритных предметов из отдельных полученных изображений, то есть фотограмметрии.

ПО отличается понятным и комфортным интерфейсом. Из основного окна программы можно вернуться к нескольким последним сохраненным проектам по аналогии с ПО Adobe.

В последней версии усовершенствованы алгоритмы работы с пакетами изображений: появилась возможность отключить или удалить выбранные фотоснимки, вырезать фрагмент изображения. ПО предусматривает ряд мер для защиты от ошибок пользователя, вроде оцифровки без предварительной калибровки прибора, возможность восстановить случайно удаленные фрагменты изображения и целые файлы. Все обновления программного обеспечения бесплатны для пользователей RangeVision.

Для наглядного ознакомления с возможностями RangeVision ScanCenter смотрите видео. Рабочий процесс показан с применением 3D-сканеров RangeVision PRO и Spectrum:

Итого

Рассмотренные программы, созданные в качестве профессионального ПО для 3D-сканирования, несмотря на их широкий функционал и возможности, вполне доступны для изучения и работы пользователям без специального образования.

Мы подобрали разработки компаний с большим опытом работы в сфере цифровых технологий. Производители 3D-сканеров постоянно совершенствуют приложения, чтобы они соответствовали потребностям быстро развивающегося рынка.

Рекомендуем обратить внимание на рассмотренные программные решения, если ваши производственные задачи связаны с современными 3D-технологиями или вы только планируете интегрировать их в работу предприятия.

Купите программное обеспечение для профессиональной обработки данных сканирования в Top 3D Shop — у официального представителя производителей, — только официальные версии ПО с последующими обновлениями и техподдержкой.

Приступая к обзору программного обеспечения для трехмерного моделирования и проектирования, необходимо очертить две глобальные задачи, на решение которых оно нацелено:

обработка данных 3D-сканирования и моделирования; .

В этой статье мы рассмотрим основные функциональные возможности и преимущества ПО для обработки данных сканирования, представляемых на российском рынке компанией iQB Technologies.

Важно понимать, что сам по себе процесс сканирования – только первый этап работы, это просто сбор «сырой» информации. Чтобы получить конечный результат, мы должны обработать сканы с помощью специализированного ПО.

Задача программного обеспечения этого типа – создание виртуальной трехмерной копии физического объекта для ее последующего использования в системах автоматизированного проектирования, технологической подготовки производства и инженерного анализа (CAD/CAM/CAE).

После того как сканирование выполнено, полученная информация обрабатывается в специализированном ПО. 3D-сканеры представляют данные в виде облака точек, а современные модели – в виде полигональных моделей (точек, которые сшиваются между собой методом триангуляции). С помощью ПО можно устранить ошибки в отсканированной модели, создать набор NURBS-поверхностей, спроектировать полноценные параметрические твердотельные модели, проанализировать возможные изменения и погрешности, провести исследования, сравнительный анализ, а также контроль размеров и качества физического объекта.

Обработка данных сканирования решает следующие задачи:

проверка изделий на собираемость;
создание цифровых архивов.

На производстве 3D-сканирование применяется прежде всего для контроля геометрии и реверс-инжиниринга.

Обратное проектирование затрагивает все этапы производства от готового изделия к проекту. Оно позволяет воссоздать объекты или их элементы в случае отсутствия конструкторской документации (в том числе изношенные или устаревшие с целью их модернизации). В полученную 3D-модель вносятся необходимые корректировки, можно изменить масштаб, геометрию и т.д. Реверс-инжиниринг – это далеко не всегда копирование, это прежде всего возможность перенести физический объект или отдельные его элементы в цифровую форму для последующего создания усовершенствованных или принципиально новых продуктов средствами промышленного дизайна. Готовая CAD-модель может быть использована для изготовления изделия как аддитивными, так и традиционными методами.

При контроле качества в серийном производстве 3D-сканер, в сравнении с классическими инструментами измерения, позволяет существенно сэкономить время и трудозатраты, в том числе за счет частичной автоматизации процесса.

В каких отраслях востребовано 3D-сканирование:

приборостроение;
ювелирное дело; ; образование;
архитектура, дизайн, искусство.

Программные продукты Geomagic

Наиболее продвинутые инструменты для обработки данных сканирования – ПО Geomagic от компании 3D Systems: Wrap, Control X, Design X, плагин для SolidWorks, а также комплект ПО для образовательных учреждений.

В программах 3D-сканирования Geomagic реализованы инновационные технологии топологического распознавания форм и их дальнейшего преобразования в твердотельную модель с сохранением истории. Они обеспечивают оперативное проектирование конструкторской документации либо восстановление утраченных чертежей посредством реверс-инжиниринга, а также позволяют выполнять детальный анализ отклонений и износа с возможностью автоматизации выгрузки отчетов. В плане скорости и эффективности это отличные решения для «лечения» и преобразования областей сканирования, а по универсальному набору функций и алгоритмов обработки данных им нет аналогов на рынке.

Geomagic Wrap: удобный инструмент для работы в 3D

Высокопроизводительная программа для обработки области точек и полигональной сетки. Это быстрый и точный инструмент для дизайна, моделирования, «лечения» и оптимизации с сохранением качества текстуры и фактуры. Wrap дает возможность легко преобразовать трехмерные данные в точные 3D-модели, которые можно незамедлительно использовать в различных сферах, передавать в 3D-печать или архивировать. Wrap по удобству работы с трехмерными объектами – своего рода Photoshop в мире 3D.

наличие сценариев макросов для автоматизации процессов;
самый простой способ сохранить, преобразовать текстуру и фактуру поверхности, в том числе и в карту текстуры;
инновационная возможность преобразования скрученных поверхностей в плоские для их измерения, моделирования текстуры и фактуры, создания 2D-эскизов;
простой и оперативный способ создать из области точек 3D-модель для печати;
поддержка всех трехмерных цифровых преобразователей, камер и сканеров формата XYZ/ASCII и обработка упорядоченных и неупорядоченных данных поверхностей и объемов.

Geomagic Control X: мощный софт для контроля геометрии

Гибкий программный продукт для выявления и решения проблем в области контроля качества, предлагающий многофункциональные и интуитивно понятные инструменты измерения, управления и анализа.

Непосредственная задача ПО – сравнение данных 3D-сканирования эксплуатационного изделия с эталонной моделью и составление полноценных отчетов в удобном формате. Процесс формирования отчетности может быть автоматизирован, а полученной информацией легко обмениваться со всеми участниками проекта. Control X позволяет значительно повысить показатели предприятия при выполнении проверок качества продукции.

возможность сравнения полученных сканов как с эталоном, так и с другими данными;
контроль и анализ полученной информации в сравнении как с эталоном, так и с другими данными;
настраиваемые выгружаемые отчеты, с возможностью автоматизации контроля;
поддержка данных, полученных не только с помощью 3D-сканирования, но и другими способами;
поддержка большого количества форматов, что позволяет контролировать и анализировать данные из различных источников;
интуитивно понятный интерфейс.

Geomagic Design X: новые возможности работы в САПР

Наиболее комплексное ПО для реверс-инжиниринга, начиная с обработки данных сканирования до создания твердотельной параметризированной модели (CAD).

Design X быстро обрабатывает сканы моделей, позволяя сэкономить средства на реализацию проекта и быстрее вывести продукт на рынок. ПО предлагает обширный выбор передовых инструментов САПР и работы со сканами и будет незаменим в сложных проектах.

В частности, у этой программы 3D-сканирования есть специальный инструмент для предварительной обработки полигональных моделей, ускоряющий дальнейшую работу (удаление шумов, острых граней, самопересечений, микротоннелей и т.п.).

возможность создания дерева построения САD-детали в наиболее распространенных международных САПР;
воссоздание истории построения САD-детали в самых передовых САПР;
быстрое воссоздание моделей по сканам;
многообразие инструментов и алгоритмов обработки.

Geomagic for SolidWorks: кратчайший путь от физического объекта к рабочей среде CAD

Еще одно программное решение для реверс-инжиниринга с широким набором функций. Это набор программных инструментов, который обеспечивает расширенные возможности по использованию облаков точек и многоугольников в процессе проектирования. Представляет собой плагин, совместимый с популярными моделями 3D-сканеров и поддерживающий импорт стандартных форматов точечных и полигональных файлов.

скоростная автоматизированная обработка облака точек;
мощные инструменты выравнивания;
автоматическая обработка поверхности;
формирование поперечных сечений сеток;
3D-сравнение с анализом отклонений начального уровня;
контроль отклонений на всех этапах проектирования;
создание высококачественных твердотельных моделей;
интеграция с промышленными 3D-сканерами для работы по прямой схеме «сканер – SolidWorks», включая FARO, Hexagon, Nikon, Vialux и Capture от 3D Systems;
дружественный, интуитивно понятный интерфейс.

Комплект Geomagic для образования

Набор программ 3D-сканирования, предназначенный для учебных заведений, включает в себя:

плагин для Solidworks;
Design X;
Control X;
техническое обслуживание всего ПО на 3 года;
обучающие материалы для студентов в формате видеоуроков;
лицензии на 20 рабочих мест;
бесплатное обучение для преподавателя. Дистанционный курс в формате видеоуроков от центра обучения iQB Technologies рассчитан на 16 часов для каждого продукта.

Комплект от Geomagic помогает упростить и ускорить цифровое воспроизведение и проектирование, обеспечивая высокую точность результатов. С его помощью учащиеся смогут сократить время создания сложных 3D-моделей реальных объектов и контроля целостности изготовленных деталей.

Учебным заведениям мы предлагаем специальную цену на комплект Geomagic. Стоимость одной образовательной лицензии в 3,5 раза дешевле коммерческой! Запросить цену вы можете в каталоге нашего сайта.

FARO: от построения плана зданий до выявления отклонений

FARO – один из мировых лидеров на рынке 3D-измерений. В частности, компания выпускает наземные лазерные 3D-сканеры для оцифровки крупных объектов и ландшафтов. Для обработки данных сканирования FARO предлагает три программных продукта.

Читайте обзоры и смотрите видео в блоге:

Creaform: простая и быстрая обработка данных сканирования

Компания Creaform поставляет свои устройства в комплекте с полностью интегрированным программным обеспечением VXelements, плюс отдельно можно приобрести модули VXModel и VXInspect.

– универсальная платформа, объединяющая все важнейшие элементы и инструменты в рамках удобной для пользователя, простой и оптимизированной рабочей среды. – ПО для реверс-инжиниринга. Преобразует данные 3D-сканирования для использования во всех распространенных программах САПР или 3D-печати. – ПО для контроля качества.

Читайте обзоры и смотрите видео в блоге:

Creafrom выпускает отдельную линейку доступных профессиональных сканеров peel 3d, для которых разработано специальное ПО. Это интуитивно понятная программа 3D-сканирования, позволяющая значительно ускорить и оптимизировать работу с полученными данными. Программный продукт peel 3d имеет все необходимые функции для ручного и автоматического выравнивания системы координат и поддерживает различные форматы экспорта файлов.

Команда экспертов iQB Technologies готова проконсультировать вас по любым вопросам, связанным с темой статьи и с 3D-технологиями в целом. Мы разработаем и внедрим уникальные 3D-решения для вашего предприятия или проекта.

Программное обеспечение Riegl – идеальный комплекс программных продуктов для выполнения полного цикла работ лазерными сканерами Riegl. Отдельно разработаны программы для работы с наземными и мобильными лазерными сканерами, которые позволяют наилучшим образом выстраивать технологический процесс получения полевых данных лазерного сканирования и последующей обработки результатов.

Программное обеспечение для сбора данных воздушных и мобильных лазерных сканирующих систем RIEGL

Программное обеспечение для анализа формы отраженного сигнала воздушных лазерных сканеров RIEGL

Программное обеспечения для выполнения трансформирования лазерных данных мобильного сканирования в систему координат инерциальной системы и системы позиционирования мобильного комплекса.

Программное обеспечение, разработанное для обработки, анализа и визуализации данных, полученных воздушными и мобильными лазерными системами Riegl.

Модуль для программного обеспечения RiPROCESS, который полностью автоматизирует уравнивание данных мобильного лазерного сканирования.

Программное обеспечение для обработки данных топографо-гидрографических сканеров и сканирующих систем RIEGL. Учет рефракции в толще воды.

Программное обеспечение для обработки данных воздушного лазерного сканирования, автоматизированное разрешение неодназначности измерений.

Программное обеспечение для работы со всеми моделями линейки наземных лазерных сканеров Riegl

Автоматическое уравнивание (сшивка сканов) данных наземного сканирования по методу наименьших квадратов

Автоматизация процесса обработки данных лазерного сканирования при производстве открытых горных работ.

для создания прикладных систем мониторинга основанных на автономной работе лазерных сканеров серии RIEGL VZ-Line

Автоматизированная обработка данных наземного лазерного сканирования.

Программное обеспечения для промышленного производства. Моделирование по данным лазерного сканирования в программном обеспечение AVEVA PDMS.

Автоматическое разрешение неоднозначности в определение дальности при измерение сверхдальних расстояний наземными лазерными сканерами RIEGL серии VZ.

Orbit

Обрабатывая огромные объемы реальных данных, решение Orbit GT позволяет организациям внедрить данные мобильного сканирования в повседневный производственный процесс.

Профессиональная обработка плановых и перспективных аэрофотоснимков, а также данных сканирования, полученных с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).

Профессиональный инструмент для обработки перспективных аэрофотоснимков. Поддерживает обработку данных со всех типов аэрофотосъемочных систем.

Pythagoras

Pythagoras Base – позволяет обрабатывать данные полевых измерений, проектировать, создавать чертежи, выполнять различные измерения и расчеты, вычислять объемы, производить контроль исполнительной съемки.

Модуль ЦМР (DTM) - построение цифровых моделей рельефа, отрисовка и правка горизонталей, построение вертикальных сечений и вычисление объемов.

Модуль полевого кодирования (GeoCoding) - автоматическая отрисовка ситуации на основании кодов, задаваемых точками и линиями во время полевых измерений,

Модуль дорожного проектирования (RD) - интерактивное создание плана, профиля дороги, подготовка проекта дороги в цифровом виде.

Модуль ГИС (GIS) - создание тематических карт, ГИС проектов,функции анализа ГИС проектов, поддержка формата Shape.

TopoDot

TopoDOT™ высокопроизводительное приложение под MicroStation ™ для импорта и извлечения топографических данных из облака точек, калиброванных изображений и связанных с ними данных, полученных при лазерном сканировании объектов. TopoDOT ™ предлагает баланс автоматизации и рационализации взаимодействуя с пользователем для увеличения производительности обработки данных, обеспечивая при этом высокое качество конечного материала.

Обработка данных наземного лазерного сканирования Печать

Изменено: Пн, 15 Мар, 2021 at 3:22 PM

Лазерные сканеры часто используются для трехмерной съемки крупных объектов, интерьеров и сложных конструкций. В Metashape Professional 1.7 реализована интеграция данных наземного лазерного сканирования в фотограмметрическую обработку.

Перед началом обработки требуется преобразовать структурированные данные лазерного сканирования из необработанного формата сканера в форматы, поддерживаемые Metashape (E57 или PTS).

Для сопоставления информации с данных лазерного сканирования и цифровыми снимками, обработанными в одном проекте, Metashape использует сферические панорамы, снятые лазерным сканером, или карту интенсивности, если сканер не сохраняет сферические панорамы. Ниже вы можете увидеть пример данных лазерного сканирования, импортированных в Metashape в формате E57:

Фотограмметрические карты глубины объединяются с информацией о глубине с лазерного сканера в процессе создания плотного облака или полигональной модели (если источником данных для них указаны карты глубины). Metashape поддерживает следующие форматы импорта данных лазерного сканирования:

При сборе данных для этого руководства был использован дрон и инструмент автоматического планирования полета в Metashape для съемки наружной части здания . Подробнее см. статью: Автоматическое планирование маршрута полета для сложных объектов.

Лазерное сканирование использовалось в основном для внутренней съемки, хотя несколько сканов было выполнено в режиме сегментного сканирования для наружной части. Лазерное сканирование очень удобно при реконструкции интерьера для получения дополнительной информации.

Вид отснятого здания (церковь XIX века, к сожалению, в плохом состоянии) и траектории пролета дронов можно увидеть на скриншотах ниже:

Перед запуском процесса обработки необходимо преобразовать данные лазерного сканирования из форматов E57 или PTS в поддерживаемый в Metashape формат TIFF с помощью команды Импорт лазерных сканов.

Чтобы импортировать данные лазерного сканирования:

1. Выберите команду Файл > Импорт > Импорт лазерных сканов. В диалоговом окне выберите файл с данными облака точек.

2. Укажите папку, в которой будут сохранены предварительно обработанные лазерные сканы (их можно повторно использовать в новом проекте без необходимости повторной предварительной обработки).

Примечание:

Тип камеры Сферическаяв окне Калибровка камеры будет установлен автоматически для всех групп, связанных с данными наземного лазерного сканера.

Импортированные данные лазерного сканирования выглядят следующим образом:

После загрузки данных с лазерного сканера добавьте общие снимки с цифровой камеры для той же сцены через меню Обработка > Добавить снимки.

Metashape использует алгоритм сопоставления снимков, используемый во время фотограмметрической обработки, для совмещения цифровых снимков и лазерных сканов в одном блоке.

На приведенном выше снимке экрана показаны положения лазерного сканера и результаты реконструкции поверхности в окне просмотра Модель

В этом проекте использовались аэрофотоснимки для внешних частей и данные лазерного сканирования в основном для внутренних частей здания. Дополнительно были добавлены снимки с портативной камеры для внутренней части, так как этого недостаточно для расчета системы соответствия между наборами внутренней и внешней части здания из-за того, что они не перекрываются. В обработку включены наземные снимки (с портативной цифровой камеры) частей, которые видны как снаружи, так и изнутри. Например, были сделаны снимки дверных и оконных проемов при перемещении снаружи во внутреннюю часть здания, что обеспечило перекрытие внешней и внутренней части здания.

После того, как все снимки и данные лазерного сканирования были загружены в проект, была использована стандартная операция для Построения модели. Этап Выровнять снимки позволяет найти соответствующие точки между цифровыми снимками и лазерными сканами. Связующие точки используются для расчета (с помощью триангуляции) положений всех камер и лазерных сканирований в одном и том же пространстве во время операции корректировки ошибок, которая рассчитывает положения с использованием всей доступной информации, такой как измерения, координаты центров снимков, наземные контрольные точки или масштабные линейки и т.д.

По завершении выравнивания можно запустить построение полигональной модели на основе плотных облаков или карт глубины, которые будут правильно использовать данные глубины лазерного сканирования и включать эту информацию в процесс реконструкции карт глубины цифровых снимков.

В случае, если положения лазерных сканов считаются точными, и вы хотите избежать процедуры сопоставления снимков между ними и цифровыми снимками, на панели Привязка можно использовать данные внешнего ориентирования к загруженным данным лазерного сканирования, используя следующий скрипт :

Если в проекте также есть общие цифровые снимки, которые необходимо выровнять, рекомендуется выровнять данный набор первым, а затем загрузить данные лазерного сканирования в тот же блок и запустить упомянутый выше скрипт. Обратите внимание, что на выравнивание цифровых снимков должно происходить в той же системе координаты, что и данные лазерного сканирования, чтобы их правильно обработать вместе на следующих этапах.

Читайте также: