三维扫描建模技术的前景
AOI技术主要应用于PCB、FPD、半导体等行业，根据权威统计，2019年全球3D自动光学检测（AOI）市场总值达到了52亿元，预计2026年可以增长到121亿元，年复合增长率(CAGR)为12.6%。在中国市场中 PCB行业是AOI的主要应用领域，2017年仅有20%-30%的生产线配备了AOI，根据粗略的估计目前产线上实际使用的AOI设备远不及市场空间的半数。除了SMT检测，AOI设备在PCB行业还可以用于DIP检测、外观检测等。
在其他领域细分行业，3D建模也大有用处。
一、高端制造领域
3D建模可用于航空航天、汽车工业、机械、能源和金属模具等行业高性能零件的制造，各类工业新产品的快速迭代开发与测试验证，以及科研院所和专业院校开展各类3D数字化。
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高端制造领域具体应用 |
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细分行业 |
技术链 |
具体应用 |
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航空航天 |
航空航天产品及零件三维设计与数字化检测 |
燃油喷嘴、四激光打印件、调节阀、叶片涡轮、阀体砂模、飞机操纵杆、航空零件数字化检测、三维数据存档与检测、大型铸件检测等 |
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汽车工业 |
设计：通过逆向工程及辅助建模的手段，快速构建高质量的汽车设计 |
高温合金排气歧管、壳体、金属 3D 打印一体化换热器、定制化排气管、超级跑车改装、汽车车身检测 |
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机械、能源 |
对各类零件的 3D 数字化设计与尺寸检测 |
批量叶轮打印 、液压系统、刀具、散热器 、燃气轮机叶片、器械、大型汽轮机铸件检测、动车组列车车窗测量、风电轮毂检测 |
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金属模具 |
针对模具的全尺寸精度检测 |
金属 3D 打印注塑模具、汽车钣金模具检测 |
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设计验证 |
其他工业领域各类产品的数字化设计及验证 |
电动工具、钻头模型、设计验证件、设计验证 |
二、精准医疗领域
3D建模可用于齿科、康复医疗、骨科行业，促进了传统手工定制工艺的数字化改造，提升了个性化产品制作精度，为公众健康和更美好的生活提供技术支撑。
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精准医疗领域具体应用 |
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细分行业 |
技术链 |
具体应用 |
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齿科 |
直接或间接方式获取数字印模，用于数字化义齿制作 ①口内扫描：直接获取口内三维数据，用以 CAD 设计齿科修复体； ②模型扫描：扫描印模、石膏工作模型等模型数据，间接获取口腔三维数据，用以 CAD 设计齿科修复、种植、正畸类产品； |
口内扫描与模型扫描、修复应用、正畸应用、种植应用 |
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康复医疗 |
人体 3D 数据采集：通过 3D 扫描得到用于制作康复辅具的精准人体三维数据，进行精确、无损害的 3D 数字化诊疗，或通过 3D 打印进行个性化治具产品直接制造； |
脊柱侧弯矫形器、义肢个性化定制、钛合金助听器 |
快速3D建模技术
(一) 快速3D建模技术
目前项目掌握的快速3D建模技术有单目结构光快速3D建模技术、双目结构光快速3D建模技术。3D AOI检测主要使用双目结构光快速3D建模技术，该技术采用了结构光和自研的双目视觉匹配算法相结合的三维重建。
结构光作为双目立体成像的一种不可或缺的工具，指一些具有特定模式的光，其模式图案可以是点、线、面等。双目立体视觉是仿照人类利用双目视差感知距离的方法,实现对三维信息的感知。快速3D建模技术的原理是首先将条纹结构光投射至物体表面，再使用摄像机接收该物体表面反射的结构光图案，根据标定好的双目相机采用三角测距原理获得被投影物体的深度信息。
该技术大大扩展了三维建模技术的使用范围以及使用场景，使得后续模型的重建以及检测流程得以快速进行。
(二) 3D建模技术类型
目前根据三维重建的技术不同，传统三维重建算法分为主动式的三维重建有结构光、ToF激光飞行时间法和三角测距法；被动式的三维重建有单目视觉和双目/多目视觉；基于深度学习的三维重建算法；以及深度学习重建算法和传统三维重建算法的融合，优势互补。
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技术类型 |
三维重建算法 |
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主动式 |
结构光、ToF激光飞行时间法和三角测距法 |
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被动式 |
单目视觉和双目/多目视觉 |
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基于深度学习 |
深度学习，与传统三维重建算法融合 |
（三）快速3D建模光学检测优点：
变形及瑕疵检测研究是机器视觉研究领域的一个热点。由于工业生产过程中,产品难免会产生表面变形及瑕疵,有些变形及瑕疵会对产品质量造成严重威胁,所以相应的变形及瑕疵检测技术显得尤为重要。
传统的人工肉眼检测主观性大，效率低、误检、漏检率高、检测结果无法数字化,无法满足企业快速生产的要求。基于数字图像处理的AOI检测设备具有精度高、速度快、无接触的优点，能够克服人工检测的弊端，在缺陷检测行业有良好的应用前景。
