Leitfaden zur Auswahl von 3D-Scannern für die Analyse der Morphologie des Pflanzenwachstums

Die Nachfrage nach 3D-Scans zur Analyse von Pflanzenwachstum und -morphologie ist in den letzten Jahren stetig gestiegen, was hauptsächlich auf die hohe Effizienz, Genauigkeit und Benutzerfreundlichkeit der 3D-Scantechnologie zurückzuführen ist. Bei der Auswahl eines 3D-Scanners zur Untersuchung von Pflanzenwachstum und -morphologie berücksichtigen Menschen in der Regel die folgenden Faktoren: Preis, ob Markierungen angebracht werden müssen, Genauigkeit, Feinheit, Farbscanfähigkeit, Markenbekanntheit usw. Diese Faktoren sind zwar für die Kaufentscheidung entscheidend, einige andere Faktoren sollten jedoch ebenso berücksichtigt werden.

Zu berücksichtigende Faktoren bei der Auswahl eines 3D-Scanners zum Scannen von Pflanzen

Neben den oben genannten Faktoren stellen wir Ihnen vier Dinge vor, die Sie bei der Auswahl eines 3D-Scanners für Pflanzenstudien zusätzlich beachten sollten.

1. Datenerfassungsmöglichkeit

– Materialanpassungsfähigkeit (kann der Scanner bei einem Objekt mit schwarzer und glänzender Oberfläche oder stark reflektierender Oberfläche direkt darauf arbeiten oder ist das Kontrastbildgebungspulver ein Muss für die Leistung);

– Datenintegrität (ob tote Ecken, tiefe Löcher und Rillen vollständig und detailliert gescannt werden);

– Datengenauigkeit (ob die Details/Texturen genau wiederhergestellt werden und ob die Kanten/Ecken klar zu erkennen sind);

2. Präzision

Die Präzision bestimmt, ob die Scandaten nützlich sind und wo sie verwendet werden. Daher müssen wir die vier Faktoren ermitteln: die Anforderungen an die Präzision (variiert je nach gescanntem Objekt) und die Datenkonsistenz; dient es einem direkten Produktionszweck; gibt es eine Verzerrung (wie z. B. eine Randverzerrung)? Plus: Darüber hinaus wirkt sich die Punktgenauigkeit direkt auf die Genauigkeit aus. Je höher die Punktgenauigkeit ist, desto besser sind die Details.

3. Größenanpassung

Wenn das gescannte Objekt größer als 4 m ist, kann der kumulative Ausrichtungsfehler größer sein, was ein globales Photogrammetriesystem erfordern kann; die Genauigkeitsanforderungen sind für Objekte innerhalb von 0,3 m höher.

4. Anpassungsfähigkeit an die Umgebung

Findet der Scanvorgang im Freien oder in Innenräumen statt? Gibt es direktes Sonnenlicht? Ist es möglich, den Luftstrom am Arbeitsplatz zu kontrollieren (der Luftstrom könnte die Blätter schweben lassen)?

Vergleich zwischen iReal 2E und SIMSCAN beim Anlagenscannen

Prüfung 1

Im folgenden Video haben unsere Anwendungsingenieure einen Anlagenscantest durchgeführt, um die Datenerfassungsfunktionen von iReal 2E und SIMSCAN zu vergleichen.

Prüfung 2

Um genauere Daten zu erhalten, hat unser Anwendungstechniker neulich einen weiteren Test durchgeführt, um die beiden 3D-Scanner besser vergleichen zu können.

3D-Scannen der Anlage mit dem iReal 2E 3D-Scanner:

3D-Scan der Anlage mit SIMSCAN 3D-Laserscanner:

Scan-Ergebnis

Nach dem Scannen haben wir die beiden Datensätze verglichen. Und wir sind zu dem Schluss gekommen, dass BEIDE 3D-Scans durchführen können, ohne Markierungen auf Pflanzen zu kleben. iReal 2E führt eine Merkmalsausrichtung basierend auf den geometrischen Merkmalen der Pflanze und selbst erstellten Merkmalen durch, sodass es 3D-Scans ohne Markierungen durchführen kann; und SIMSCAN kann eine Markierungsausrichtung basierend auf den Markierungspunkten auf dem Hilfsrahmen durchführen und auch ohne Markierungen auf Pflanzen scannen.

Was die Datenanalyse betrifft, werden wir die Daten aus der Perspektive der Datenintegrität untersuchen.

Wie die Fotos zeigen, kann SIMSCAN bei schlanken Stämmen einen umfassenderen Scan durchführen und die erfassten Oberflächenmerkmale der Pflanze sind reicher.

Die Blätter und Stängel können mit SIMSCAN vollständiger gescannt werden und die erfassten Oberflächenmerkmale sind reicher.

Gründe für das Ergebnis

1. Der Kameraabstand des SIMSCAN-Scanners ist kleiner: Der Abstand zwischen den beiden Kameras von SIMSCAN ist relativ klein (nur 130 mm), sodass das gemeinsame Sichtfeld der beiden Kameras während des Scanvorgangs größer ist und die Daten umso vollständiger gescannt werden, je weniger die Kamera blockiert ist;

2. SIMSCAN verfügt über eine einzeilige Laserscanfunktion: SIMSCAN verfügt über eine stärkere Scanfähigkeit für tiefe Löcher und tote Ecken: Nach dem Testen beträgt das Lochtiefenverhältnis von SIMSCAN etwa 1:2,1 und das Lochtiefenverhältnis von iReal 2E etwa 1:1,2;

3. Die Punktgenauigkeit von SIMSCAN ist höher: SIMSCAN hat eine maximale Genauigkeit von 0,02 mm, was viel höher ist als die Punktgenauigkeit von 3DeVOK (maximale Genauigkeit von 0,1 mm). Daher können bei dünnen und kleinen Merkmalen die Punkte an diesen Positionen genau berechnet werden und das Endergebnis von SIMSCAN ist vollständiger;

4. Die Anzahl der Scanwinkel von SIMSCAN ist größer: Solange die Markierungen vollständig haften, kann der Scanwinkel größer sein und die durch das Scannen erhaltenen Daten sind vollständiger; für iReal 2E muss das gescannte Objekt genügend geometrische Merkmale aufweisen, um sicherzustellen, dass das Scanergebnis gut ist, daher ist die Anzahl der Scanwinkel begrenzt und die Integrität der Daten wird natürlich gering sein.

Auswahlvorschlag für 3D-Scannermodelle

Wenn Ihr Budget nicht ausreicht, können Sie zunächst den Kauf von iReal 2E in Betracht ziehen und später auf den Laser-3D-Scanner aufrüsten. Wenn Ihr Budget ausreicht, können Sie einen Laser-3D-Scanner kaufen und dann 3D-Modelle von Pflanzen mit höherer Datenintegrität erhalten und umfassendere Datenanalysen durchführen.