Нас часто спрашивают о точности. Насколько точен ваш сканер? Как вы можете это доказать? Какого рода тестирование проводилось и как? В этой статье мы подробно разберем эти вопросы.
Заявленная точность Calibry Mini составляет до 0,07 мм (0,0027 дюйма). Что это значит? Это означает, что при нормальных условиях вы можете ожидать отклонение любой отдельной точки данных плюс/минус 70 микрон в любом направлении. Это не означает, что отклонение не может быть меньше или больше. Число является приблизительным и может сильно варьироваться в зависимости от нескольких факторов, которые мы упомянем позже в этой статье.
Как мы рассчитали это число? Какие тесты проводились?
Во-первых, мы заказали изготовление эталонного образца (два шарика из оксида алюминия, прикрепленных к стержню на расстоянии примерно 70 мм друг от друга). Эти шары были измерены сертифицированным метрологическим оборудованием, которое гарантирует точность измерений в пределах 6 микрон.
В сертификате указано, что центры двух сфер находятся на расстоянии 69,98 мм. Температура в помещении во время сертификации составляла 20C.
Что дальше?
Мы отсканировали данный эталонный объект с помощью Calibry Mini. На момент сканирования температура в помещении составляла 20C, а сканер откалибровали непосредственно перед процедурой. Во время работы сканер держали под углом 90 градусов к объекту. Чтобы избежать чрезмерного освещения в комнате, шторы на окнах были плотно закрыты.
Мы использовали режим трекинга по геометрии в версии 3.3.41 и версии 3.4.141 (которая скоро будет выпущена) Calibry Nest, чтобы получить модель в стандартном формате STL. Сканы были собраны со следующими разрешениями: 0,15 мм, 0,2 мм и 0,3 мм. Затем каждый набор данных был загружен в Geomagic Design X (v.2020.0.4). Программа определила две сферы и их соответствующие средние точки (центры). Затем программа рассчитала точное расстояние между центрами сфер.
STL-файл был импортирован в Geomagic Design X
Определение сферы
Измерение сфер
Сферы в сечении, измерение расстояния между их центрами
Полученные результаты:
|
Версия Calibry Nest |
№ скана |
Разрешение 0.15мм |
Отклонение @ 0.15мм |
Разрешение 0.2мм |
Отклонение @ 0.2мм |
Разрешение 0.3мм |
Отклонение @ 0.3мм |
|
3.3.41 |
1 |
70.0080 |
0.0280 |
70.0036 |
0.0236 |
69.9892 |
0.0092 |
|
2 |
69.9431 |
0.0369 |
69.9531 |
0.0269 |
69.9411 |
0.0389 |
|
|
3 |
70.0181 |
0.0381 |
70.0167 |
0.0367 |
70.0212 |
0.0416 |
|
|
3.4.141 |
1 |
69.9949 |
0.0149 |
69.9992 |
0.0192 |
69.9983 |
0.0183 |
|
2 |
69.9676 |
0.0124 |
69.9442 |
0.0358 |
69.9750 |
0.0050 |
|
|
3 |
69.9899 |
0.0099 |
69.9714 |
0.0086 |
69.9691 |
0.0109 |
Среднее отклонение этих 18 сканов составило 0,02305 мм (23 микрона). Чтобы воссоздать наши эксперименты, вы можете загрузить исходные данные здесь (150 МБ).
В то же время мы попробовали изменять условия теста, чтобы увидеть, как один или несколько факторов могут повлиять на точность. Например, мы использовали неоткалиброванное устройство для сканирования эталонного образца. Отклонение достигало 192 микрон (0,1926 мм). Мы также охлаждали комнату и сканировали под прямыми солнечными лучами. Все эти факторы отрицательно влияли на конечный результат.
Итак, что мы рекомендуем для стабильного получения высокоточных данных?
1. Откалибруйте сканер перед сканированием с помощью калибровочной плоскости, входящей в комплект поставки устройства.
2. Отрегулируйте температуру в помещении до 20 ° C и закройте шторы на окнах, чтобы избежать чрезмерного освещения.
3. Сканируйте объект под углом 90 градусов.
4. Держитесь на надлежащем расстоянии от объекта. Встроенный экран устройства в реальном времени будет указывать, когда вы находитесь в «зеленой зоне».
5. Соберите достаточно данных. Для эталонного образца мы собирали около 800-1000 кадров за сеанс сканирования.
6. При сканировании в режиме геометрии используйте скомканные куски бумаги, разложенные вокруг объекта, чтобы создать дополнительную геометрию, которая поможет во время постобработки.
Почему заявленная точность 0,07 мм?
Да, сканер может стабильно обеспечивать более высокую точность, чем заявлено в документации. Однако порой пользователю не удается соблюсти все рекомендации. Перед тем, как анонсировать Mini в 2020 году, мы провели десятки тестов: одни были проведены в идеальных условиях, а другие – намеренно в плохих. Мы указали среднее число, потому что знали, что не всегда наши пользователи будут работать в идеально освещенной комнате, у них не всегда будет времени на калибровку устройства перед каждым сеансом сканирования или в комнате не всегда будет держаться требуемая температура.
Послесловие
Сертифицированное метрологическое оборудование гарантирует определенную точность при каждом использовании, если вы следуете точным инструкциям производителя. Данные сканеры обычно очень дороги и сложны в эксплуатации. Сканер Calibry Mini не является сертифицированным метрологическим устройством, но, если вы будете следовать нашим рекомендациям, приведенным выше, то будете каждый раз получать точные данные при значительно меньших затратах.
PS Если у вас есть вопросы относительно точности наших сканеров или чего-либо еще, напишите нам по адресу support@thor3Dscanner.com. Будем рады пообщаться с владельцами Calibry!