Artec Leo将3D扫描带到新的高度：旧金山湾上空185英尺

在20世纪50年代的加州——战后时代变迁和工业繁荣的背景下，与此同时垮掉派诗人在标志性的书店里用笔在纸张上划过——里士满-圣拉斐尔大桥也就此诞生。不过，建造这座桥梁的计划要早得多——早在20年代，就确定了连接旧金山东部和西部海湾的提案，这个提案从提出、批准、到修改，推迟了无数次，以致于持续了数十年。

就在此时，随着人口增长，需求也在不断增加，人们给予了厚望，终于将计划达成一致，开始建造并正式命名为John F. McCarthy纪念大桥。

1953年3月开始施工，用于替代连接东边的里士满和西边的圣拉斐尔的渡轮服务，于1956年9月，大桥正式开放，功能完备，准备迎接客人——在这种情况下，数以万计的司机终于可以轻松跨越海湾了。

从那以后大桥通行至今，据最新统计，每天有超过7万名司机跨越海湾两岸。虽然这座大桥既实用又风景如画，但它的位置使其容易受到一系列难以置信的腐蚀性因素影响：盐水、热量、风和汽车尾气。

在从事桥梁工作时，Artec 3D金牌认证合作伙伴Indicate Technologies Inc的工程师Marcio Adamy与我分享了一句话：“不眠之锈。”

为了使桥梁保持最安全和最实用的状态，需要进行一些维修。随着时间的推移，特定部分已经受到腐蚀而生锈，这正是桥梁需要更换的部分。

“客户想测量钢板和铆钉的位置，而每块钢板上有超过250颗铆钉！”

由于没有已知的测量数据（即使有测量数据，其可靠性也值得怀疑），一项新任务出现了：计算这些钢板的精确测量值，正是Danny's Construction公司要求的一项艰巨任务，该公司专门从事钢结构以及大型结构的建造和维护，如体育场馆、建筑物，包括本案例中的桥梁。

“他们想测量钢板和铆钉的位置，而每块钢板上有超过250颗铆钉，”Adamy说。“每个钢板都有南北两侧，以及外部和内部的部分。因此，为了生产新钢板，他们需要确保测量所有正确的位置上的孔，结果都全部准确。

每个钢板有250个铆钉，每颗铆钉都需要准确捕获。

随之而来的是两个挑战：桥梁的高度，以及要面对每天需要通行的7万辆车辆。该解决方案需要快速、简单且独立，同时确保最终结果准确可靠。

唯一的解决方案

当谈到里士满-圣拉斐尔大桥的这些特殊钢板时，需要考虑几件事。首先，需要测量的部分离水面有185英尺（56米）。其次，全天川流不息的车辆。以及在海湾肆虐的狂风，和需要尽可能地减少干扰——例如，在鲸鱼交配的季节，限制任何近水活动，以免打扰鲸鱼的兴致。

简而言之，需要有人能够快速、安全地滑到桥的外侧部分，同时避免对来往车辆的影响，尽可能减少对交通的干扰——考虑到他们的操作高度——记得不要往下看。然后，捕获每块钢板的每个表面细节。

只有一种解决方案可以胜任这项任务：Artec Leo。

Artec Leo完全无线，可以轻松捕捉最棘手的角落，Artec Leo的内置屏幕让捕获物体的每个表面和所有细节变得轻而易举。在里士满-圣拉斐尔大桥的案例中，没有任何其他设备可以完成这项工作：拥有Leo等于您获得了一切所需——必不可少的考虑因素，为了完成这项工作。在如此高的地方，如此小的空间，要在短时间内完成工作，同时还要处理电脑、线缆，也许还有另一个人在待命，准备协助，这根本没有选择。

“没有其他解决方案。Artec Leo正是为此而设计的。”

虽然在其他情况下使用不同的扫描仪或扫描仪组合可能是一个简单的解决方案，但在这种特殊情况下，答案显而易见。Adamy说：“我和另一个人同时在吊篮里，大概面积只有3×1平方英尺。我应该把电脑或桌子放在哪里呢？因此，在这种特定情况下，没有其他解决方案。Leo正是为此而设计的。”

所有工作都在创纪录的时间内完成——而且是在高清模式下。Adamy说：“我决定使用高清模式扫描所有内容，尽管在这种情况下并没有必要拥有如此丰富的几何形状，但我希望一切完备，然后再做筛选——而不是没有足够的信息，以至于今后无法添加任何其他细节。”

团队对每块钢板实施最行之有效的方法进行了扫描练习后，他们将每一面扫描时间缩短到十分钟以内。

距离水面56米处，这项工作必须快速、安全地完成，并且不能有额外的包袱，如电脑或线缆的限制。应对方案：Artec Leo。

Adamy介绍说：“当我得到许可在桥上工作，能有一小段时间，在早上5:30或6点左右到达，我们会计划要做什么。然后穿戴安全带、头盔和安全设备。接着开始扫描直到上午9:30到10:30，就开车回办公室并开始上传文件。”

考虑到每次扫描的时间紧迫、需要完成的扫描量、环境限制以及多变的天气条件，整个项目需要几个月的时间才能完成。

经过八次这样的里程，从各个方向对每块6英尺的钢板进行了不到30分钟的扫描，工作的第一部分就完成了：扫描了所有钢板，捕获的数据将用于下一阶段。

一天内的工作

所有计划不得不完成，安全人员和警察随时待命，一辆防撞车以避免与迎面而来的车辆相撞，以及使用安全绳悬挂在旧金山湾上的一名工作人员，这项工作本身就困难重重。尽管面临挑战和困难，用Artec Leo进行扫描却很容易。

处理数据亦是如此。

“我上传了文件，并运行了所有步骤，”Adamy描述道。“然后运行了全局配准，删除了不需要的额外信息，并使用尖锐融合将一切转换成网格。然后将这个网格导出成STL文件。”

经过这些相当简单的步骤，STL文件将被上传到Geomagic Design X进行进一步处理，然后以.pts格式导出，在Autodesk上用于SBU绘图和收集信息。在某些情况下，从扫描到处理、后期处理和最终结果都会在一天内完成。

“唯一困难的是：在刮风、寒冷和日照的环境中克服你的恐惧！”

扫描最难的部分是什么？高度！

“就像之前介绍过的，这部分是一项非常简单的工作：上传文件、运行全局配准、编辑和创建网格文件、尖锐融合……都很简单，”Adamy说。“唯一困难的是：除了防撞车以外，在刮风、寒冷和日照的环境中克服你的恐惧！这是最难的部分。”

节省时间和成本

八个月后，全部八块钢板都已制作完成并令人自豪地安装完毕，至少节省了75%到90%的时间——这是保守估计。使用3D技术，特别是Artec Leo作为选定的扫描仪，除了无限潜能和便利性，还带来了更多的好处——降低了大量的成本。

例如节省了大量的时间，如果每块钢板都必须用卷尺或尺子手动测量，用手绘的方式记录测量结果，然后再给新的钢板制造商解释。

因为结果非常准确，生产新钢板时也节省了时间，更减少了需要在场的人员数量，从而降低了人员成本。

最后一步？当然是扫描新钢板。虽然我们今天可能很难找到有关几十年前建造的结构和建筑物的可靠信息，但未来的专业人员将不会面临这样的问题。

在里士满-圣拉斐尔大桥的案例中，这些钢板上的完整3D扫描、测量、设计和文件终于可以使用了——精确到0.1毫米，并为无数代工程师、建筑商、建筑师和检查员服务。