*舊版掃描儀。將Artec Ray升級至Ray II。

挑戰：西非近海區一艘FPSO（浮式儲油卸油裝置）輪船上有一根15米長(cháng)的垂直管道破裂，急需更換保證正常生產(chǎn)。

解決方案：Artec Leo, Artec Ray, Geomagic Design X

效果：為受損管道和周?chē)h(huán)境制作等比例3D模型，協(xié)助受損管道的移除、更換和組裝。

最初，這項任務(wù)聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單：更換一根管道。但這跟管道長(cháng)15米，位于一艘近海輪船高18米、長(cháng)10米、寬3米的小房間里，周?chē)€布滿(mǎn)其他管道和設備，這下聽(tīng)起來(lái)就沒(méi)那么簡(jiǎn)單了。

新加坡 Asian Sealand Offshore and Marine (ASOM)接受了這項需要在船上完成的任務(wù)，他們面臨的第一大挑戰就是如何在這么狹小擁擠的空間內維修。房間的大小意味著(zhù)肯定有部分管道接觸不到，而且還要小心不破壞其他重要管道。整個(gè)流程容不得半點(diǎn)差錯。

在啟動(dòng)這項高難度任務(wù)時(shí)，ASOM和Artec 3D金牌授權經(jīng)銷(xiāo)商Shonan Design結合他們的工程技能和科技來(lái)解決這一難題。整個(gè)掃描過(guò)程必須在船只上進(jìn)行，這是另一個(gè)需要考慮的因素。（劇透：手持式 Artec Leo的實(shí)時(shí)屏顯會(huì )讓這一切變得很輕松。）

配合Artec Leo和Ray捕獲管道和周?chē)h(huán)境。ASOM供圖。

“第一步就是使用遠距激光雷達掃描儀Artec Ray捕獲管道所在房間和隔壁房間內部的幾何，來(lái)確定空間環(huán)境和移除更換的順序，” Shonan Design的首席應用工程師Lee Siow Hoe表示。

掃描房間前搭建Artec Ray。ASOM供圖。

Artec Ray可以?huà)呙?10米以?xún)鹊奈矬w，是速度快、準確度高的3D掃描儀。遠距精度達亞毫米級，適合掃描遠距大型物體。Ray的激光技術(shù)也十分適合輪船螺旋槳、飛機、樓房的掃描。Ray的角精度高，捕獲的數據干凈，噪點(diǎn)水平低。不僅提升了掃描速度，也使后期處理又快又輕松。

Artec Ray被放在房間內僅有的幾處平面上，比如樓梯平臺，共掃描了9個(gè)不同位置。對Ray而言，狹小的房間也意味著(zhù)無(wú)法手動(dòng)放置標靶。為找到有效標靶，能見(jiàn)度是關(guān)鍵，還要避免銳角——但這對Ray而言完全不是問(wèn)題，它可以在沒(méi)有標靶的條件下掃描和對齊。

“Ray掃描配準時(shí)沒(méi)有使用棋盤(pán)格或標靶球，”Lee解釋道?！盎诿糠輶呙璧那鎺缀?，Artec Studio 14一鍵配準功能足以將所有Ray的掃描自動(dòng)對齊。這大簡(jiǎn)化了處理工序?！?

房間內部和管道的Artec Ray掃描。

狹小局促的空間也為完整3D映射的制作提出了挑戰，但這只是開(kāi)始。除了Ray生成的完整掃描，還需要Artec Leo制作的高品質(zhì)3D掃描。Leo掃描可以“放大”捕獲替換管道的必要細節，并補充被遮擋的區域。

因為這根管道是垂直的，考慮到房間布局，沒(méi)有站立空間讓工作人員拿著(zhù)手持式掃描儀操作。于是，有兩名勇敢的團隊成員掌握了繩索技術(shù)，經(jīng)過(guò)安全掃描培訓后，他們用長(cháng)繩綁住，順著(zhù)管道往下降——一手握繩，一手握Leo。

如果你覺(jué)得這一定是兩位有著(zhù)多年豐富經(jīng)驗的掃描專(zhuān)家，那可就錯了：這兩位都是最近剛接手Artec Leo培訓的新手。培訓內容簡(jiǎn)單易懂，再次證明了Leo簡(jiǎn)單友好的設計。

“Leo掃描儀速度快，加上自動(dòng)對齊功能，接續掃描簡(jiǎn)單，”ASOM掃描團隊一名成員表示。

工作人員在狹小空間內，帶著(zhù)Artec Leo順著(zhù)管道下降。ASOM供圖。

如果有為Artec Leo量身定做的任務(wù)，那本項目必是其中之一：機載自動(dòng)處理功能讓操作人員實(shí)時(shí)查看掃描情況，無(wú)需依賴(lài)計算機。Leo的觸摸屏也支持用戶(hù)放大查看數據是否完整——若沒(méi)有，可及時(shí)補充。這一功能對于在陌生環(huán)境下第一次掃描的用戶(hù)來(lái)說(shuō)尤為有用。

面向ASOM員工提供的實(shí)用培訓練習對象是他們可能需要掃描的任何物體，例如樓梯、公共管道區?！翱紤]到任務(wù)難度，熟悉設備對項目能否成至關(guān)重要，” ASOM負責人Simon Ng說(shuō)道。

有了Artec Ray制作的高精度整屋掃描和Artec Leo制作的管道細節掃描，所有數據就全部到位了。全局配準將Leo掃描融合到Ray掃描中，可確保Leo和Ray的數據很好貼合。

Artec Leo掃描（彩色）配準到Ray掃描（灰色）上。

“Leo的原始數據是以Ray的管道數據作為基礎參照進(jìn)行對齊和處理的，這樣的話(huà)，整個(gè)15米的Leo掃描數據錯誤率就能保證低，”Lee說(shuō)道。

15米管道的掃描處理完后，接下來(lái)就要將數字3D掃描數據轉換成精準的2D等角圖，以制作替換管道。

該步是通過(guò)Geomagic Design X中的Pipe Wizard功能實(shí)現的，另外，還對原始設計進(jìn)行了些微改動(dòng)，方便安裝，這些改動(dòng)也體現在了2D圖紙中。

Artec Leo的3D掃描數據在Geomagic Design X中轉換為3D模型。

輪船上四名員工組成的團隊兩天內完成了掃描項目，期間FPSO始終沒(méi)有中斷工作。

“配合使用手持式Artec Leo和獨立Artec Ray起了不小的作用。這樣一來(lái)，我們就能捕獲所有必要細節，”Ng說(shuō)道。

“從細致規劃到實(shí)施，我認為我們的掃描和建模結果非常成功，”Lee補充道。