3D尺寸分析和质量控制
混合现实：自激光跟踪仪以来，大尺寸3D测量领域里的最重大进展
3D尺寸分析和质量控制
混合现实：自激光跟踪仪以来，大尺寸3D测量领域里的最重大进展
由于激光跟踪仪在大测量范围内具有很高的精度，它们在航空航天、地面运输、能源和海军制造等领域的大尺寸3D测量方面也取得了革命性的进展，从而赢得了声誉。优化激光跟踪仪使用效率的方法包括让两名操作员一起工作、用外部投影仪显示被测工件的几何形状，以及将手机用作遥控器。
但这些技术目前都已达到了极限。
幸运的是，超越这些极限的技术也已经存在。得益于全息图显示、追踪系统、摄像头、3D扫描仪和强大的软件，Microsoft HoloLens 2智能眼镜与InnovMetric的PolyWorks|AR™应用程序配合使用时，可将大尺寸测量的性能提升一个数量级。混合现实技术彻底改变了大尺寸测量：
- 当指导图形被叠加到被测工件上时，操作员将始终能够测量正确的特征
- 不再需要大屏幕和外部投影仪
- 操作员可以解放双手
- 只需一个手势便可以改变检测任务
小与大
对于小于两米的对象，3D测量很直观。操作员始终知道他们相对于所测量对象的位置。他们通常可以识别并将在计算机屏幕上看到的东西与所测工件上的位置相关联。他们知道如何按照预定的顺序抵达下一个测量特征，并在需要使用鼠标或键盘与3D测量软件交互时快速返回计算机。
当被测工件的尺寸增加5米以上时，测量性能问题也会随之增加。操作人员可能很难了解他们在空间中的位置，也难以在众多其他特征中区分出测量目标。建立计算机显示位置和实际位置之间的对应关系变得越来越困难。操作人员可能需要走几米才能抵达下一个测量特征。返回计算机来操作3D测量软件会增加任务时间。
随着激光跟踪仪的出现，客户也开始迅速调整其大规模测量技术。此类任务通常需要两名操作员：一名操作员实际上执行测量，另一名操作员在计算机上操作测量软件，启动功能并处理问题。其他的调整包括将计算机屏幕重定向到更大的显示器、投影屏幕或空墙，为操作员提供更好的视觉效果。
尽管这些初期解决方案改进了工作流程，但它们并不完美。两名操作员会让测量任务的人力成本加倍，而且在大型装配中移动时，与固定屏幕保持必要的目光接触非常困难。
发展改进
幸运的是，有两种技术可使操作员大幅提升大规模3D测量任务的性能。
第一种为投影技术：使用激光束投射3D轮廓的激光投影仪和投影图像的基于区域的投影仪。两种设备均可以将指导几何图形和测量结果投射到测量工件表面，便于测量序列执行和测量结果分析。
然而，使用投影仪可能很复杂并存在局限性。将投影仪正确定位到被测工件的坐标系中十分复杂。投影仪只能到达从其视角可见的曲面，这可能需要将投影仪移动到多个位置，或购买多台投影仪，以便有效地处理大型装配件。然后，每次新任务都需要新的设置。
改进大规模测量任务的第二项技术是智能手机，通过专用应用程序，可快速将智能手机转换为遥控器。操作员不仅可以在手机屏幕上可视化指导几何图形和测量结果，还可以在靠近3D测量设备时，轻松地将屏幕上的特征与被测量工件上的位置进行匹配，并使用3D测量软件自动调整其显示以适应3D测量设备的位置。用户还可以与计算机远程交互，在许多情况下，只需一个操作员即可进行大规模测量。
此外，由于不存在使用投影仪时可能出现的阴影区，作为远程控制的手机上的3D视觉信息始终可用。
但是，手机也有其局限性。许多手机缺乏用于测量它们在3D空间中的方位的传感器。当手机接近3D测量设备时，屏幕显示仅与被测工件的操作员视角相对应。操作员在测量时还必须携带手机。例如，如果他们要攀爬梯子，操作员就需要使用双手来确保安全。
混合现实技术实现了超越
新兴的混合现实技术正在改变大尺寸测量，不仅提供与投影仪和远程控制相同的优势，还没有局限性，同时还提供了一些额外的强大功能。
相比使用投影仪或手机，Microsoft HoloLens 2智能眼镜具有诸多优势，包括：
- 以6个自由度跟踪位置和方向变化
- 跟踪眼球运动
- 提供全息投影技术，当设备被定为到工件坐标系中时，就可以显示被测工件的图形信息
- 通过几个摄像头和嵌入式软件来识别手势
- 实时三维扫描周围环境
- 这一切功能都集成在头戴式设备中
这些智能眼镜支持开发与3D测量软件互联的混合现实应用程序，以实现投影和远程控制功能。无论操作员在哪个位置，均可以将稳定的几何图形投射在被测工件上，以便提供指导和查看测量结果，并且没有任何阴影区。不需要固定的设置，操作员可以使用本能的手势无拘无束地与用户界面交互，快速从一个工件切换到另一个工件。操作员可以解放双手，测量将会更加安全。
混合现实设备的传感器还解锁了投影仪或远程控制无法实现的重大创新。由于操作员的位置和视角始终已知，将丢失的激光跟踪仪光束重定向至操作员是很简单的。当需要大位移时，改变操作员位置也非常简单。通过头部和眼睛可轻松控制光标和在特定位置创建3D点，就像完成在彩图上做注释、报告缺陷或定义对齐参考点等操作一样。
操作人员还可以在工件坐标系统中手动操纵3D几何图形。他们可以对齐3D全息图，以根据工件定位混合现实设备，并自动捕捉现实与全息图相结合的混合现实图像，确保手动测量操作的可追溯性。
