高反光表面的三維重建是工業(yè)檢測(cè)、文化遺產(chǎn)保護(hù)等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。傳統(tǒng)激光掃描依賴噴粉增強(qiáng)漫反射，但會(huì)對(duì)精密器件或文物造成不可逆損傷。本文通過(guò)融合結(jié)構(gòu)光調(diào)制、偏振分析及多視角協(xié)同技術(shù)，構(gòu)建無(wú)噴粉測(cè)量體系，突破高反光表面的測(cè)量限制，實(shí)現(xiàn)高精度三維建模。

高反光表面測(cè)量的技術(shù)挑戰(zhàn)與光學(xué)限制

激光三維掃描基于三角測(cè)距原理，當(dāng)光束投射至高反光表面時(shí)，鏡面反射導(dǎo)致光線偏離接收端，產(chǎn)生測(cè)量盲區(qū)。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)光投影在高反光區(qū)域會(huì)引發(fā)光斑飽和與相位畸變，破壞條紋信息的完整性。研究顯示，二次反射光引發(fā)的偽影可使點(diǎn)云誤差達(dá) 0.3mm 以上，導(dǎo)致表面輪廓重構(gòu)失準(zhǔn)。

相位測(cè)量偏折術(shù)（PMD）雖能利用反射定律解析表面斜率，但單一 PMD 在復(fù)雜曲率表面易出現(xiàn)相位纏繞與邊界模糊問(wèn)題。高反光表面的鏡面反射光與漫反射光的混疊效應(yīng)，進(jìn)一步加劇了信號(hào)提取的難度，亟需多技術(shù)融合的解決方案。

無(wú)噴粉測(cè)量的光學(xué)原理與技術(shù)創(chuàng)新

偏振調(diào)制與光場(chǎng)分離

方案采用偏振分光棱鏡與可調(diào)波片構(gòu)建 P-S 雙光路系統(tǒng)，利用高反光表面反射光偏振態(tài)一致性與漫反射光隨機(jī)性的差異，通過(guò)偏振相機(jī)分離有效信號(hào)。實(shí)驗(yàn)表明，635nm 線偏振光可使鏡面反射光偏振度提升至 93%，顯著增強(qiáng)信噪比。

動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)光編碼優(yōu)化

摒棄傳統(tǒng)正弦條紋，采用二值漂移帶編碼與四步相移法，將光強(qiáng)信息轉(zhuǎn)化為梯度域特征。結(jié)合高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）圖像融合技術(shù)，對(duì)不同曝光參數(shù)下的條紋圖像進(jìn)行合成，使高反光邊緣的灰度梯度保留率提高 45%，確保過(guò)曝區(qū)域的條紋信息可提取。

多視角協(xié)同與相位解算

針對(duì)深腔與復(fù)雜曲面測(cè)量盲區(qū)，引入可重構(gòu)反射鏡陣列，通過(guò)局部切面投影法實(shí)時(shí)優(yōu)化鏡面參數(shù)，構(gòu)建多路徑激光反射網(wǎng)絡(luò)。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片測(cè)量中，三視角協(xié)同方案將數(shù)據(jù)缺失率從 38% 降至 7%。同時(shí)，基于極軸約束的區(qū)域生長(zhǎng)算法有效抑制相位解包裹中的跳變誤差，使邊緣相位精度從 0.04π rad 提升至 0.012π rad。

應(yīng)用驗(yàn)證與技術(shù)優(yōu)勢(shì)

該技術(shù)體系在手機(jī)蓋板玻璃檢測(cè)中實(shí)現(xiàn) 0.015mm 的測(cè)量精度，檢測(cè)效率較傳統(tǒng)方法提升 4 倍；在青銅器紋飾掃描中，避免噴粉損傷，完整保留表面細(xì)節(jié)，點(diǎn)云完整性達(dá) 98.5%。其 “光學(xué)調(diào)控 - 數(shù)據(jù)融合 - 智能解算” 的全鏈路創(chuàng)新，為高反光表面三維重建提供了可靠解決方案，展現(xiàn)出顯著的工程應(yīng)用價(jià)值。

新啟航半導(dǎo)體三維掃描測(cè)量產(chǎn)品介紹

在三維掃描測(cè)量技術(shù)與工程服務(wù)領(lǐng)域，新啟航半導(dǎo)體始終以創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)，成為行業(yè)變革的引領(lǐng)者。公司專注于三維便攜式及自動(dòng)化 3D 測(cè)量技術(shù)產(chǎn)品的全鏈條服務(wù)，同時(shí)提供涵蓋 3D 掃描、逆向工程、質(zhì)量控制等在內(nèi)的多元?jiǎng)?chuàng)新解決方案，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、制造業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

新啟航三維測(cè)量產(chǎn)品以卓越性能脫穎而出，五大核心特點(diǎn)重塑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：

微米級(jí)精準(zhǔn)把控：測(cè)量精度高達(dá) ±0.020mm，可滿足精密機(jī)械零件等對(duì)公差要求近乎苛刻的領(lǐng)域，為高精度制造提供可靠數(shù)據(jù)支撐。

2，反光表面掃描突破：無(wú)需噴粉處理，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)閃光、反光表面的精準(zhǔn)掃描，避免傳統(tǒng)工藝對(duì)工件表面的損傷，適用于金屬、鏡面等特殊材質(zhì)的檢測(cè)與建模。

3，自動(dòng)規(guī)劃掃描路徑：采用六軸機(jī)械臂與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤的組合方案，無(wú)需人工翻轉(zhuǎn)樣品，即可實(shí)現(xiàn) 360° 無(wú)死角空間掃描，復(fù)雜幾何形狀的工件也能輕松應(yīng)對(duì)，確保數(shù)據(jù)采集完整、精準(zhǔn)。

4，超高速測(cè)量體驗(yàn)：配備 14 線藍(lán)色激光，以 80 萬(wàn)次 / 秒的超高測(cè)量速度，將 3D 掃描時(shí)間壓縮至 1 - 2 分鐘，大幅提升生產(chǎn)效率，尤其適合生產(chǎn)線批量檢測(cè)場(chǎng)景。

智能質(zhì)檢無(wú)縫銜接：搭載豐富智能軟件，支持一鍵導(dǎo)入 CAD 數(shù)模，自動(dòng)完成數(shù)據(jù)對(duì)比與 OK/NG 判斷，無(wú)縫對(duì)接生產(chǎn)線批量自動(dòng)化測(cè)量流程，顯著降低人工成本與誤差，加速企業(yè)智能化升級(jí)。

無(wú)論是航空航天零部件的無(wú)損檢測(cè)，還是汽車模具的逆向工程設(shè)計(jì)，新啟航三維測(cè)量產(chǎn)品憑借硬核技術(shù)實(shí)力，為客戶提供從數(shù)據(jù)采集到分析決策的全周期保障，是推動(dòng)智能制造發(fā)展的理想之選。

審核編輯 黃宇