Оцифровка суперкаров 3D сканером
Как портативный, ручной лазерный 3D сканер помог новозеландской компании создать 3D-модель её суперкара, сделанного вручную.
Сканирование суперкаров
Суперкары – это высококлассные спортивные автомобили, допущенные к эксплуатации на дорогах общего пользования и предназначенные для удовлетворения капризов состоятельных людей. Компания из Новой Зеландии относительно недавно заполнила имеющуюся небольшую нишу на высокоприбыльном международном рынке.
Они создали вполне конкурентоспособный экземпляр суперкара своей собственной разработки – HULME F1. Компания Hulme Supercars Limited создала легковой автомобиль из углепластика с двигателем, расположенным перед задней осью, и мощной трансмиссией и шасси, которые позволяют водителю ощутить себя пилотом Формулы 1.
Проблема и решение
Проблема состояла в том, что компания Hulme Supercars была поставлена перед необходимостью иметь автомобиль, сделанный вручную. Когда окончательная версия была готова для запуска в производство, возникла необходимость в воспроизведении её уникального корпуса, но при этом не было CAD-файлов, на основании которых могли быть созданы матрицы для мелкосерийного производства. В связи с этим, для создания CAD-модели было необходимо провести полное 3D-сканирование внешней поверхности автомобиля Hulme F1.
Для экономии времени компания обратилась в фирму ScaNZ 3D в Гамильтоне в Новой Зеландии. Автомобиль был перевезён в гараж вблизи фирмы ScaNZ 3 для того, чтобы можно было сканировать внутри помещения во время его краткого рекламного тура по острову North Island в Новой Зеландии.
Фирму ScaNZ 3D – дистрибьютор серии сканеров HandyScan 3D в Новой Зеландии, подготовила 3D сканер REVscan следующим утром. Когда появился автомобиль Hulme, инженер компании Creaform был уже на объекте для того, чтобы продемонстрировать сканеры и обучить команду фирмы ScaNZ 3D работе с ним. Так как это был первый серьёзный проект фирмы ScaNZ 3D по использованию ручного трёхмерного сканера REVscan, то инженер Creaform наблюдал и контролировал работу по сканированию суперкара. Однако благодаря простоте использования этого сканера, специалист фирмы ScaNZ 3D, который ещё обучался ремеслу оцифровки, смог помочь в установке автомобиля для сканирования и провел несколько сканирований с помощью сканера REVscan без посторонней помощи представителя Creaform.
Компания АО ПЕРГАМ-ИНЖИНИРИНГ является официальным представителем Creaform в России и СНГ. Поставляет, продаёт и обслуживает 3D сканеры Creaform на отечественном рынке.
Полностью работа по сканированию суперкара была проделана за одну ночь, сократив предполагаемое время работы на 65% по сравнению с тем временем, которое бы потребовалось для сканирования этого автомобиля с помощью традиционных устройств. За ночь разработчик получил готовую 3D модель своего автомобиля Hulme F1.
Как это работает и в чём преимущество 3D сканеров
Преимущества трёхмерных сканеров перед традиционными технологиями оцифровки очевидно. Применение 3D сканеров позволяет значительно съекономить время при оцифровке любых объектов. При оцифровке автомобиля Hulme F1, время сканирования было значительно снижено ещё и за счёт использования двух сканеров REVscan одновременно. Одновременно сканировались различные детали автомобиля, это является существенным преимуществом этой новой системы, позволяя легко регистрировать сканы в общей системе отсчета или системе координат. Это стало возможным благодаря тому, что создаётся и копируется один единый файл соответствия (файл характеристик позиционирования), который затем открывается резидентной программой VXscan на двух отдельных компьютерах. Так как система координат была непосредственно связана с файлом данных позиционирования, то использование одного и того же файла двумя сканерами позволило создать сканы, которые были в одной и той же системе координат и, поэтому были корректно ориентированы друг относительно друга.
Отражающие и наклеенные реперные метки, прикрепленные к поверхности объекта, использовались для позиционирования сканера в пространстве – реперные метки фактически были видны камерами, смонтированными на сканере, и использовались как система отсчёта или позиционирования.
Как мы уже говорили, полностью работа по сканированию была проделана за одну ночь. То, что сканер REVscan является ручным устройством, обеспечило большую свободу и простоту работы. Постобработка полученных данных также выполняется значительно быстрее, так как сопутствующая программа VXscan напрямую выводит данные в формате файла .STL. Поэтому было исключено время, которое обычно затрачивается на обработку файла с большим множеством точек.
Для получения лучших результатов инженеры изучили корректный баланс между разрешением и числом сканирований. В программе VXscan было определено окно размером 1500 мм для снижения числа сканирований при оптимальном разрешении и соответствия требованиям заказчика. Для определения характерных линий и мелких деталей использовалась функция переменной разрешающей способности программы VXscan.
Другой уникальной характеристикой 3D сканера REVscan является то, что пользователь может видеть поверхность объекта в реальном масштабе времени по мере ее сканирования. Это очень помогло в проекте Hulme F1, так как позволяло получать полный набор данных без каких-либо пропусков. Это само по себе сохранило время постобработки и позволило быстро завершить работу. В противном случае, владельцы автомобиля должны были снять его с плотно-спланированного по времени рекламного тура.
Так как каждый скан был привязан к той же самой системе координат, то не было необходимости в их выравнивании перед совмещением сканов. В конце сеанса сканирования все результаты сканирования были объединены вместе в одну единую и чёткую сетку элементов всего автомобиля, которую компания Hulme Supercars смогла использовать для мелкосерийного производства.
