■ นักข่าวด้านเทคนิค：Svetlana Golubeva

■ ภาพรวม：

คู่มือนี้จะเจาะลึกเกี่ยวกับหนึ่งในเทคนิคการสแกน 3D ที่เป็นที่นิยมมากที่สุด ซึ่งก็คือการสแกน 3D ด้วยเลเซอร์ หลังจากอ่านข้อความนี้ คุณจะคุ้นเคยกับประเภทของเครื่องสแกนที่เรียกว่า “เลเซอร์” วิธีการทำงาน, สถานที่ที่สะดวกที่สุด และใช้เพื่ออะไร

◎ การจำแนกประเภทของวิธีการสแกนด้วยเลเซอร์: เวลาบิน, ความแตกต่างของเฟส, สามเหลี่ยม

◎ ประเภทผลิตภัณฑ์เครื่องสแกนเลเซอร์: มือถือ, ติดตั้งขาตั้งกล้อง, เดสก์ท็อป

◎ การจำแนกช่วงของเลเซอร์สแกนเนอร์: ระยะสั้น (สูงสุด 5 ม.), ระยะกลาง (สูงสุด 120 ม.), ระยะยาว (สูงสุด 2 กม.)

การแนะนำ

ทุกวันนี้ มีวิธีการและเทคนิคมากมายในการนำวัตถุในโลกแห่งความเป็นจริงมาสู่พื้นที่ 3D แบบดิจิทัล สามารถทำได้ด้วยเครื่องสแกน 3D ประเภทต่าง ๆ ได้แก่ เดสก์ท็อป, มือถือ, ขาตั้งสามขา, อุตสาหกรรม, ผู้บริโภค, กล้อง, ซอฟต์แวร์โฟโตแกรมเมตรี, ระบบวัดการสัมผัส, สมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตที่มีเซ็นเซอร์ LiDAR, ระบบเคลื่อนที่, ภาคพื้นดิน, และทางอากาศ

ในบทความนี้ เราต้องการเน้นที่หนึ่งในเทคโนโลยีการสแกนที่ใช้กันมากที่สุดทุกที่ตั้งแต่การก่อสร้างและการสำรวจที่ดินไปจนถึงการพิสูจน์หลักฐานและการปกป้องมรดกทางวัฒนธรรม: การสแกนด้วยเลเซอร์ 3D เราจะมาดูกันว่าเครื่องสแกนประเภทใดที่เรียกว่า “เลเซอร์” มีอยู่ วิธีการทำงาน และอุปกรณ์เหล่านี้ใช้ที่ไหนและเพื่อวัตถุประสงค์ใด

เลเซอร์สแกนเนอร์ 3D คืออะไร?

เมื่อคุณนึกถึงเครื่องสแกน 3D แบบเลเซอร์ คุณอาจนึกถึงอุปกรณ์สแกนต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับภูมิหลังและความเชี่ยวชาญของคุณ ตัวอย่างเช่น นักออกแบบเชิงอุตสาหกรรมอาจมองเห็นอุปกรณ์พกพาที่สามารถจับภาพวัตถุขนาดเล็กถึงขนาดกลางในระยะใกล้ได้ ในขณะที่ ผู้สร้างอาจมองเห็นวัตถุขนาดใหญ่ เช่น อาคารหรือพื้นที่กลางแจ้งทั้งหมดบนพื้นดิน, เครื่องสแกนที่สำรวจและวัดจากพื้นดิน ในทางกลับกัน นักสำรวจและวิศวกรแผนที่อาจจะนึกถึงรถยนต์และโดรนที่ติดตั้งระบบสแกนเพื่อสร้างแผนที่ภูมิประเทศในขณะเดินทาง อุปกรณ์ทั้งสองนี้เรียกว่าเครื่องสแกนเลเซอร์ 3D อย่างถูกต้อง

การสแกนด้วยเลเซอร์คืออะไรและอุปกรณ์ประเภทใดที่เรียกว่าเลเซอร์สแกนเนอร์

การสแกนด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการในการรับข้อมูลสามมิติที่ถูกต้องจากวัตถุ, กลุ่มวัตถุ และสภาพแวดล้อมในโลกแห่งความเป็นจริง โดยใช้เลเซอร์เป็นแหล่งกำเนิดแสง เมื่อส่องวัตถุด้วยแสงเลเซอร์ สแกนเนอร์จะสร้างเมฆจุด (จุด XYZ ที่วัดได้อย่างแม่นยำหลายล้านจุดซึ่งกำหนดตำแหน่งของวัตถุในอวกาศ) เลเซอร์สแกนเนอร์บางรุ่นสามารถดาวน์โหลดโมเดลเป็น point cloud ได้ ในขณะที่บางเครื่องจะแปลงเป็นตาข่ายสามเหลี่ยมโดยอัตโนมัติ และแปลงเป็นโมเดล CAD หรือโมเดล 3D แบบสีเต็มรูปแบบ (ซึ่งสามารถบันทึกพื้นผิวได้)

เลเซอร์สแกนระยะไกลที่เตรียมใช้งานในทะเล (เอื้อเฟื้อภาพโดย ASOM)

สแกนเนอร์ 3D แบบเลเซอร์เป็นอุปกรณ์แบบแอกทีฟแบบไม่สัมผัส 100% สามารถจับวัตถุที่ทำจากวัสดุที่เปราะบางได้ ซึ่งแตกต่างจากระบบการวัดแบบสัมผัสที่เปิดตัวก่อนหน้านี้ บางชนิดสามารถใช้ได้ทั้งในร่มและกลางแจ้ง สามารถใช้งานได้ทั้งกลางวันและกลางคืน มีทั้งแบบอยู่กับที่และแบบพกพา สามารถใช้สแกนสเกล, วัตถุ และสถานที่ได้หลากหลาย ตั้งแต่ขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่มาก

【จุดสำคัญ】－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－　
เลเซอร์สแกนเนอร์เป็นอุปกรณ์ที่ได้รับพิกัด XYZ ของจุดนับไม่ถ้วนบนพื้นผิวของวัตถุในลักษณะที่ไม่สัมผัสและไม่ทำลาย และทำการคำนวณขนาด สร้างรูปร่างใหม่ในสภาพแวดล้อม 3D และกำหนดตำแหน่งเชิงพื้นที่ด้วยความแม่นยำที่น่าอัศจรรย์

ขึ้นอยู่กับการใช้งาน สแกนเนอร์เลเซอร์ 3D ถูกนำเสนอเป็นอุปกรณ์แบบสแตนด์อโลน เช่น แบบพกพา, มือถือ, อยู่กับที่ หรือติดตั้งบนขาตั้งกล้อง หรือเป็นส่วนหนึ่งของโซลูชันที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น แขนหุ่นยนต์, ระบบเลเซอร์สแกนแบบเคลื่อนที่หรือทางอากาศ ในด้านเทคนิค, มีเครื่องสแกนเลเซอร์แบบแสดงเวลาบิน, เฟสคอนทราสต์ และสามเหลี่ยม

เรามาดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับประเภทของเครื่องสแกนเลเซอร์ที่พบมากที่สุดและวิธีการทำงาน

ประเภทของเลเซอร์สแกนเนอร์

เวลาบิน

เลเซอร์สแกนเนอร์ที่ใช้สำหรับการเก็บข้อมูลทางไกลรวมถึงประเภท TOF (Time of Flight) ด้วยหลักการเดียวกับเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ เลเซอร์พัลส์จะพุ่งไปที่วัตถุ ซึ่งบางส่วนจะสะท้อนออกจากพื้นผิวของวัตถุและส่งกลับไปยังเครื่องสแกน เวลาบินของพัลส์นี้ใช้เพื่อคำนวณระยะทางไปยังเป้าหมาย ระยะทาง = (ความเร็วแสง x เวลาบิน)/2) จากระยะนี้ พิกัดของส่วนนาทีของพื้นผิวที่โดนลำแสงเลเซอร์จะถูกคำนวณ

เวลาบิน: หลักการวัดทำงานอย่างไร

เครื่องสแกน 3 มิติแบบ Time-of-flight สามารถถ่ายภาพวัตถุที่อยู่ไกลออกไปได้ถึง 1,000 เมตร อย่างไรก็ตาม ระยะการใช้งานทั่วไปคือ 5-300 เมตร แม้ว่าระบบ TOF สามารถวัดระยะทางไกลได้ แต่ความเร็วในการจับข้อมูลจะช้าที่สุด ตั้งแต่หลายร้อยถึงหลายพันจุดต่อวินาที

ความแม่นยำของเทคโนโลยี TOF ขึ้นอยู่กับความสามารถของระบบในการจับเวลาสัญญาณที่กลับมาอย่างแม่นยำ ข้อกำหนดด้านความแม่นยำแตกต่างกันไปในแต่ละระบบ แต่ความแม่นยำโดยทั่วไปสำหรับเครื่องสแกน TOF คือ 4-10 มม. ระบบ TOF ล่าสุดได้เพิ่มตัวเลือกของคำบรรยาย RGB ด้วยกล้องในตัวหรือชุดกล้องภายนอก

ความแตกต่างของเฟส

เครื่องสแกน 3D Phase-difference กำหนดระยะทางไปยังวัตถุโดยการปล่อยแสงเลเซอร์สลับกัน และการวัดความแตกต่างของเฟสระหว่างสัญญาณที่ปล่อยออกมาและสัญญาณที่สะท้อนกลับ เครื่องสแกนคอนทราสต์เฟสทำงานในระยะทางสั้น ๆ ตั้งแต่ 80 ถึง 120 ม. โดยมีช่วงการทำงานทั่วไปประมาณ 1-50 ม. ซึ่งแตกต่างจากเครื่องสแกนเวลาบิน

กลไกของหลักการวัดความแตกต่างของเฟส

เครื่องสแกน 3D แบบ Phase-Contrast เป็นหนึ่งในเครื่องสแกนเลเซอร์ที่เร็วที่สุด โดยบางระบบมีอัตราคำบรรยายสูงถึง 1 ล้านจุดต่อวินาที นอกจากนี้ยังมีความแม่นยำและความละเอียดสูงกว่าเครื่องสแกน TOF นอกจากนี้ เช่นเดียวกับสแกนเนอร์ TOF มีตัวเลือกสำหรับการจับภาพสีภายในและภายนอก

【จุดสำคัญ】－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－　
เครื่องสแกนเลเซอร์ทั้งหมดปล่อยแสงเลเซอร์ แต่ใช้เทคนิคที่แตกต่างกันในการตีความสัญญาณที่ปล่อยออกมา เครื่องสแกนเวลาบินจะบันทึกเวลาที่แสงที่ปล่อยออกมากระเด็นออกจากพื้นผิวของวัตถุ เครื่องสแกน Phase-Contrast จะวัดความแตกต่างของเฟสระหว่างแสงที่ปล่อยออกมาและแสงที่สะท้อน เครื่องสแกนรูปสามเหลี่ยมจะคำนวณมุมที่แสงที่ปล่อยออกมากลับมายังเซ็นเซอร์

เนื่องจากมีความแม่นยำสูง เครื่องสแกนคอนทราสต์เฟสจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสแกนในระยะปานกลางของปั๊มขนาดใหญ่, รถยนต์, อุปกรณ์อุตสาหกรรม ฯลฯ เครื่องสแกนคอนทราสต์เฟสและเวลาบินสามารถใช้ในการสแกนภาคพื้นดินเพื่อวัดวัตถุและโครงสร้างขนาดใหญ่ตั้งแต่เมตรถึงกิโลเมตร

ระบบการสแกน TOF บนพื้นและระบบเฟสคอนทราสต์นั้นติดตั้งบนขาตั้งและสามารถนำไปใช้นอกกรอบหรือสำหรับยานพาหนะทางบกและทางอากาศสำหรับโครงการที่ต้องการข้อมูลเกี่ยวกับพื้นที่ขนาดใหญ่หรือสถานที่ที่เข้าไม่ถึงนอกจากนี้ยังสามารถใช้ โดยการติดตั้ง

รูปสามเหลี่ยม

เครื่องสแกนที่ใช้เลเซอร์ประเภทที่สามทำงานบนหลักการของสามเหลี่ยม ซึ่งลำแสงเลเซอร์จะถูกฉายและส่งกลับไปยังตำแหน่งเฉพาะบนอาร์เรย์เซ็นเซอร์ภาพของกล้องในตัว ในการคำนวณระยะห่างระหว่างวัตถุกับเครื่องสแกน 3D จะใช้วิธีสามเหลี่ยมของการวัดสามเหลี่ยม เนื่องจากแหล่งกำเนิดเลเซอร์, เซ็นเซอร์ และเป้าหมายที่ทิ้งไว้บนวัตถุจะก่อตัวเป็นรูปสามเหลี่ยม ระยะห่างระหว่างแหล่งกำเนิดเลเซอร์กับเซ็นเซอร์และมุมระหว่างเลเซอร์และเซ็นเซอร์นั้นทราบได้แม่นยำมาก ด้วยการวัดมุมที่แสงเลเซอร์สะท้อนออกจากวัตถุและส่งกลับไปยังเซนเซอร์ จะสามารถวัดระยะทางจากแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ไปยังพื้นผิวของวัตถุได้

หลักการและกลไกของสามเหลี่ยม

เลเซอร์สแกนเนอร์ที่ใช้หลักการสามเหลี่ยมทำงานในระยะทางที่สั้นกว่ามาก (น้อยกว่า 5 เมตร) กว่าสแกนเนอร์แบบบอกเวลาและคอนทราสต์เฟส เนื่องจากช่วงไดนามิกของเซ็นเซอร์ภาพมีขนาดเล็กและสูญเสียความแม่นยำตามระยะทาง นอกจากนี้ ระบบการระบุตำแหน่งส่วนใหญ่จะมีตัวเลือกในตัวสำหรับการจับภาพ RGB

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องสแกนแบบสามเหลี่ยมเหมาะที่สุดสำหรับการสแกนวัตถุขนาดเล็กที่มีขนาดตั้งแต่ 1 ซม. ถึง 2-3 ม. ขึ้นอยู่กับผู้ผลิต สำหรับรูปร่างนั้นมีทั้งแบบอยู่กับที่และแบบที่ติดตั้งบนขาตั้งสำหรับเครื่องสแกนรูปสามเหลี่ยม อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้ประสบความสำเร็จมากที่สุดเมื่อใช้กับเครื่องสแกน 3D แบบพกพาแบบพกพา

การประยุกต์ใช้เครื่องสแกนเลเซอร์

เลเซอร์สแกนเนอร์ถูกนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่หลากหลายในหลากหลายสาขา ตั้งแต่สถาปัตยกรรมและวิศวกรรมโยธาไปจนถึงนิติวิทยาศาสตร์และโบราณคดี เนื่องจากเทคโนโลยีมีราคาถูกลง, เบาลง และมีขนาดเล็กลง อุตสาหกรรมต่าง ๆ จึงหันมาใช้การสแกนด้วยเลเซอร์มากขึ้น ด้านล่างนี้คือการใช้งานที่มีชื่อเสียงสำหรับอุปกรณ์เหล่านี้

วิศวกรรมย้อนกลับ

สแกนเนอร์ 3D แบบใช้แสงที่มีโครงสร้าง ขั้นแรกจะถ่ายภาพวัตถุโดยการส่องแสงพื้นผิวของวัตถุด้วยแสงแฟลช เมื่อแสงส่งกลับมาที่เซ็นเซอร์ การบิดเบือนรูปแบบที่เกิดจากโครงสร้างของวัตถุจะถูกตรวจจับและแปลงโดยซอฟต์แวร์ของสแกนเนอร์ให้เป็นตัวแทนดิจิทัลที่ถูกต้องของวัตถุ แบบจำลองดิจิทัลนี้ในรูปแบบของตาข่ายเหลี่ยม 3D ใช้ในการสร้างแบบจำลอง CAD ของวัตถุสำหรับวิศวกรรมย้อนกลับ

การสแกนช่วงล่างรถยนต์ด้วยเครื่องสแกน 3D Laser Triangulation ระยะใกล้

ตั้งแต่ชิ้นส่วนกลไกขนาดเล็กไปจนถึงผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เลเซอร์สแกนเนอร์ได้กลายเป็นส่วนสำคัญของชุดเครื่องมือสำหรับมืออาชีพที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบและพัฒนาผลิตภัณฑ์ กระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งครั้งหนึ่งต้องใช้เวลาหลายวันในการถอดประกอบ, การวัดแบบแมนนวลอย่างพิถีพิถัน และการตรวจสอบอย่างละเอียดในแต่ละส่วนของผลิตภัณฑ์ ด้วยการสแกนด้วยเลเซอร์ แบบจำลอง CAD พื้นผิวสามารถลดลงเหลือนาที แบบจำลอง CAD แบบพาราเมตริก และอื่น ๆ ตอนนี้สามารถสร้างแบบจำลองให้เสร็จสมบูรณ์ได้แล้ว ในไม่กี่ชั่วโมง เลเซอร์สแกนเนอร์ใช้เพื่อสร้างพิมพ์เขียวดิจิทัลที่ถูกต้องของชิ้นส่วนที่เสียหายหรือผิดรูป และจำเป็นต้องออกแบบใหม่แต่ขาดข้อมูล CAD เลเซอร์สแกนเนอร์แบบพกพาที่มีโปรเซสเซอร์ในตัวเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจสอบวัตถุขนาดเล็กและขนาดกลาง ส่วนระยะกลางและระยะไกลเหมาะสำหรับวัตถุขนาดใหญ่ ด้วยการสร้างโมเดล CAD ในทันที ทีม R&D สามารถใช้เวลาหลายชั่วโมงหรือหลายวันในการปรับปรุงผลิตภัณฑ์จริง

การตรวจสอบคุณภาพ

การตรวจสอบท่อด้วยเลเซอร์สแกนเนอร์

อีกขั้นตอนที่สำคัญในกระบวนการผลิต การตรวจสอบคุณภาพเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่ได้รับการปฏิวัติโดยเครื่องสแกนเลเซอร์ แบบดั้งเดิมถูกครอบงำด้วยการวัดด้วยตนเอง การสัมผัส เวิร์กโฟลว์การตรวจสอบคุณภาพการสแกนด้วยเลเซอร์นั้นเร็วกว่า, แม่นยำกว่า และให้ข้อมูลการวัดที่มากกว่า ผลลัพธ์ที่ได้คือการทำงานที่ซ้ำซากน้อยลงและการส่งมอบสินค้าให้กับลูกค้าได้รวดเร็วขึ้น ต่างจาก CMM ซึ่งสามารถวัดได้หลายสิบจุดในคราวเดียว ต้องมีการสัมผัสทางกายภาพกับพื้นผิว และต้องตั้งโปรแกรมทุกครั้งที่มีการตรวจสอบชิ้นส่วนใหม่ เลเซอร์สแกนเนอร์สามารถวัดรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนได้หลากหลาย สามารถวัดได้หลายล้านครั้ง วัตถุในเสี้ยวเวลาและไร้การสัมผัสโดยสิ้นเชิง

【จุดสำคัญ】－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－　
เลเซอร์สแกนเนอร์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องมือวัดที่มีประสิทธิภาพทั้งในด้านการผลิตเชิงอุตสาหกรรมและการใช้งานระดับผู้บริโภค เช่น การทำวิศวกรรมย้อนกลับ, การควบคุมคุณภาพ, การพิสูจน์หลักฐาน และยานยนต์อัตโนมัติ

เครื่องสแกนสามเหลี่ยมเลเซอร์ระยะใกล้แบบมือถือให้ความยืดหยุ่นในการเปลี่ยนประเภทและตำแหน่งของวัตถุที่ตรวจสอบ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวัดชิ้นส่วนที่ซับซ้อนซึ่งไม่สามารถวัดด้วยมือหรือโพรบแบบสัมผัสที่เคลื่อนที่ได้ การออกแบบที่มีน้ำหนักเบายังช่วยให้ผู้จัดการ QA มีความคล่องตัวมากขึ้นและไม่ผูกติดกับสถานที่หรือพื้นที่เฉพาะ

เลเซอร์สแกนเนอร์ระยะไกลเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจสอบวัตถุขนาดใหญ่และรวบรวมข้อมูลที่แม่นยำและวัดผลได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ร่วมกับโซลูชันการสแกนแบบมือถือเพื่อจับรายละเอียดเล็ก ๆ น้อย ๆ โมเดล 3D ที่จับโดยเครื่องสแกนเลเซอร์จะได้รับการประมวลผลโดยซอฟต์แวร์ประมวลผลการสแกนและแปลงเป็นไฟล์ CAD ในขั้นตอนนี้ สามารถเปรียบเทียบกับโมเดล CAD ดั้งเดิมเพื่อระบุส่วนที่เกินพิกัดความเผื่อหรือส่วนที่เกินพิกัด

นิติเวช/นิติเวชศาสตร์

รักษาฉากอาชญากรรมแบบดิจิทัลด้วยเครื่องสแกน 3D แบบสามมิติด้วยเลเซอร์

เลเซอร์สแกนเนอร์สามารถจับภาพพื้นที่กว้าง เช่น ห้อง, อาคาร และอาคารสถานที่ได้ ดังนั้นจึงถูกนำมาใช้เป็นโซลูชันใหม่สำหรับการบันทึกสถานที่เกิดเหตุอาชญากรรม, การสืบสวน และการฟื้นฟูอุบัติเหตุอย่างแม่นยำ ไม่เหมือนวิธีการรวบรวมหลักฐานแบบดั้งเดิม เช่น ภาพถ่าย, กล้องวิดีโอ และสายวัด เลเซอร์สแกนเนอร์จับภาพที่เกิดเหตุทั้งหมดตามที่เป็นอยู่ จับร่างกาย, รอยเท้า, รูกระสุน และหลักฐานทุกประเภทตามขนาดที่แน่นอน และอื่น ๆ อีกมากมาย คุณสามารถถ่ายภาพ ในไม่กี่นาที

และหากคุณต้องการข้อมูลขั้นสูงและแม่นยำมากขึ้น เช่น การสแกนศพในระยะใกล้, เฟอร์นิเจอร์เสียหาย หรือรอยเท้าที่อาชญากรทิ้งไว้ คุณสามารถนำเครื่องสแกนเลเซอร์แบบพกพาที่มีโปรเซสเซอร์ในตัวมาด้วย ในทางกลับกัน เครื่องสแกนระยะไกลมีประสิทธิภาพในการจับภาพพื้นที่ทั้งหมด เมื่อวางเครื่องไว้กลางห้องแล้วสแกนโดยอัตโนมัติ ผู้ตรวจสอบไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องสแกนและสามารถทำงานอื่น ๆ ได้ เช่น โต้ตอบกับพยานหรือเหยื่อ ข้อมูล 3D นี้ช่วยให้ผู้เชี่ยวชาญด้านนิติเวชศาสตร์มีมุมมองที่ละเอียดมากขึ้นเกี่ยวกับสถานที่เกิดเหตุ ซึ่งให้หลักฐานที่หนักแน่นและสรุปได้มากขึ้นสำหรับศาล

การก่อสร้าง（BIM）

การสแกน 3D ของคลังสินค้าด้วยเครื่องสแกนเลเซอร์ระยะไกลที่ติดตั้งบนขาตั้งกล้อง

เลเซอร์สแกนภาคพื้นดินระยะกลางและระยะไกลเป็นอีกแอพพลิเคชั่นยอดนิยมสำหรับสถาปนิกและวิศวกรก่อสร้าง ทำให้จับภาพอาคารและสถานที่ก่อสร้างทั้งหมดแบบ 3D ได้ เจ้าของสิ่งอำนวยความสะดวกและผู้จัดการโครงการก่อสร้างสามารถสร้างเอกสารที่ถูกต้องแม่นยำและการแสดงภาพ 3D ของอาคารที่มีอยู่และสภาพของอาคารได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ยังใช้ติดตามความคืบหน้าในการก่อสร้าง, ตรวจสอบคุณภาพโครงการที่สร้างใหม่ และเปรียบเทียบกับแบบที่ออกแบบไว้ เลเซอร์สแกนเนอร์ไม่เพียงแต่ลดเวลาและค่าใช้จ่ายในการวัดด้วยมือเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความปลอดภัยเมื่อทำงานในสถานที่อันตรายอีกด้วย สแกนเนอร์ 3D แบบเลเซอร์สามารถใช้ได้ตลอดวงจรอายุของอาคาร โดยให้ข้อมูล 3D ที่สมบูรณ์และถาวร ซึ่งสามารถใช้สำหรับการปรับปรุงและโครงการก่อสร้างใหม่ และสามารถเข้าถึงได้ทุกเมื่อ

โบราณคดี

การถ่ายภาพกะโหลก Triceratops ด้วยเครื่องสแกนเลเซอร์ระยะใกล้แบบมือถือ (ภาพโดย: David Cano / 3D Printing Colorado)

ในด้านโบราณคดี เลเซอร์สแกนเนอร์ได้กลายเป็นเครื่องมือสำคัญในการบันทึกการค้นพบทางโบราณคดีแบบ 3D ตั้งแต่กระดูกชิ้นเดียวของสัตว์ที่สูญพันธุ์ไปจนถึงเมืองโบราณทั้งหมด เลเซอร์สแกนเนอร์แบบพกพาที่มีโปรเซสเซอร์ในตัวมีประโยชน์มากในการทำงานภาคสนาม ทำให้นักโบราณคดีสามารถบันทึกการค้นพบของพวกเขาในอิสระอย่างสมบูรณ์ คุณสามารถตรวจสอบผลการสแกนแบบเรียลไทม์โดยไม่ต้องพกแล็ปท็อปหรือแท็บเล็ต ระบบเลเซอร์สแกนระยะไกลภาคพื้นดินและทางอากาศใช้สำหรับการทำแผนที่ภูมิประเทศ การวางแผนการขุดค้น และการค้นพบไซต์ที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า

เลเซอร์สแกนเนอร์สามารถช่วยประหยัดแรงงานหลายร้อยชั่วโมงในการขุดค้นโดยการรวบรวมข้อมูลที่เชื่อถือได้และมีความละเอียดสูงได้เร็วกว่าวิธีการอื่น ๆ เช่น สถานีรวม, GPS หรือโฟโตแกรมเมตรี นอกจากนี้เนื่องจากไม่ทำลายและไม่สัมผัส จึงสามารถถ่ายภาพอาคารทางประวัติศาสตร์ที่เปราะบางและเสียหายได้ง่ายได้ตามที่เป็นอยู่ ข้อมูลที่เก็บรวบรวมสามารถใช้เพื่อสร้าง, เรียกคืน และเก็บรักษาบันทึกทางโบราณคดี แบบจำลองเสมือนจริง และสาธิตการค้นพบทางโบราณคดีต่อสาธารณชน

การทำแผนที่มือถือ

ตัวอย่างของอุปกรณ์ทำแผนที่ด้วยเลเซอร์ในรถยนต์

แอปพลิเคชั่นอื่นสำหรับเครื่องสแกนเลเซอร์ระยะไกลคือการทำแผนที่มือถือ เป็นกระบวนการเก็บรวบรวมข้อมูลเชิงพื้นที่แบบ 3D หรืออีกนัยหนึ่งคือตำแหน่งของวัตถุต่าง ๆ บนโลก จากวัตถุเคลื่อนที่บนบก (รถยนต์, รถไฟ, เรือ) หรือในอากาศ (โดรน, เฮลิคอปเตอร์, เครื่องบิน) โดยทั่วไป ระบบแผนที่เคลื่อนที่จะรวมเอาเทคโนโลยีการนำทางและการสำรวจระยะไกลต่าง ๆ เข้าด้วยกัน เช่น GNSS, กล้อง และ LiDAR เทคโนโลยีเหล่านี้ช่วยให้มืออาชีพสามารถมองเห็นภาพ, บันทึก และวัดสภาพแวดล้อม ไม่ว่าจะเป็นการจัดการเครือข่ายถนนและรถไฟ, การวางผังเมือง, การวิเคราะห์โครงสร้างใต้น้ำหรือใต้ดิน, การปรับปรุงความปลอดภัยของโครงสร้างพื้นฐานของโรงไฟฟ้า หรือการออกแบบแผนที่ดิจิทัล สามารถเข้าใจได้

เครื่องสแกนเลเซอร์ Artec 3D

ในตอนท้ายของบทวิจารณ์นี้ ฉันตัดสินใจแสดงตัวอย่างเครื่องสแกนเลเซอร์แบบต่าง ๆ Artec 3D มีเครื่องสแกนเลเซอร์สองประเภท เครื่องหนึ่งคือ Artec Leo แบบมือถือซึ่งเหมาะสำหรับวัตถุขนาดกลางถึงใหญ่ในระยะใกล้ (0.35-1.2 ม.) และอีกเครื่องคือเครื่องสแกนคอนทราสต์เฟส Artec Ray ที่มีระยะการสแกนสูงสุด 110 ม.

Artec Leo

Artec Leo เหมาะสำหรับการจับภาพวัตถุขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ที่มีความละเอียดสูงสุด 0.2 มม. และความแม่นยำ 0.1 มม.

Artec Leo เป็นเครื่องสแกนเลเซอร์แสงที่มีโครงสร้างแบบสามเหลี่ยม, แบบพกพา, พกพาสะดวก ซึ่งโดดเด่นกว่าที่อื่น หน่วยประมวลผลในตัว จอแสดงผล HD Wi-Fi และแบตเตอรี่ช่วยให้สามารถสแกนและตรวจสอบผลลัพธ์แบบเรียลไทม์โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์อื่นใด (PC หรือแท็บเล็ต) สแกนเนอร์จับได้มากถึง 35 ล้านจุดต่อวินาที และสามารถสร้างพอยต์คลาวด์ที่มีรายละเอียดสูงได้ทันทีด้วยความแม่นยำ 0.1 มม. และความละเอียด 0.2 มม. มุมมองภาพกว้าง (838 x 488 มม. ที่ช่วงที่ไกลที่สุด) ช่วยให้ Leo สแกนและประมวลผลวัตถุที่มีขนาดหลากหลาย ตั้งแต่ชิ้นส่วนขนาดเล็ก 20-50 ซม. ไปจนถึงวัตถุขนาดใหญ่และฉาก 50-200 ซม. ขึ้นไป Leo ใช้เลเซอร์คลาส 1 VCSEL สำหรับแหล่งกำเนิดแสง ซึ่งปลอดภัยต่อสายตาอย่างสมบูรณ์ และสามารถใช้สแกนได้ทั้งวัตถุที่ไม่มีชีวิตและมนุษย์ การออกแบบของ Leo มอบอิสระอย่างสมบูรณ์และความยืดหยุ่นในกระบวนการสแกน ด้วยเหตุนี้ จึงถูกนำไปใช้ในหลากหลายแอปพลิเคชัน ตั้งแต่วิศวกรรมย้อนรอยและการออกแบบที่ใช้ CAD ไปจนถึงการดูแลสุขภาพ โบราณคดี นิติวิทยาศาสตร์ และอื่น ๆ

Artec Ray

Artec Ray สามารถถ่ายภาพวัตถุขนาดใหญ่ได้ไกลถึง 110 เมตรโดยมีความแม่นยำต่ำกว่ามิลลิเมตร

Artec Ray เป็นเครื่องสแกนเลเซอร์ระยะไกลเฟสคอนทราสต์ที่ออกแบบมาเพื่อจับภาพวัตถุขนาดใหญ่และใหญ่มาก เช่น อาคาร, เครื่องบิน และกังหันลมด้วยความแม่นยำต่ำกว่ามิลลิเมตร สแกนเนอร์มีขอบเขตการมองเห็น 110 ม. และสามารถจับภาพได้สูงสุด 208,000 จุดต่อวินาทีโดยการหมุนรอบตัวเอง 360 องศา และในแนวตั้งด้วยมุมมอง 270 องศา Ray จับข้อมูลที่สะอาดและแม่นยำสูง ซึ่งแตกต่างจากเครื่องสแกนระยะไกลหลายรุ่น ทำให้สามารถใช้ในแอปพลิเคชันต่าง ๆ เช่น วิศวกรรมย้อนกลับและการตรวจสอบคุณภาพ มาพร้อมกับขาตั้งกล้อง, แบตเตอรี่ภายใน, Wi-Fi บนเครื่อง และแอปบนอุปกรณ์เคลื่อนที่ที่ช่วยให้สามารถควบคุมเครื่องสแกนจากระยะไกลได้ ทำให้สามารถทำงานอัตโนมัติในที่ร่มหรือกลางแจ้งได้ ข้อมูลที่ได้รับจาก Artec Ray สามารถเสริมข้อมูลการสแกนที่มีความหนาแน่นและคุณลักษณะหลากหลายที่ได้รับจากเครื่องสแกนแบบพกพา Artec