HSCAN300手持式三维扫描仪技术方案(杭州思看科技)

HSCAN300三维扫描仪技术方案

1 公司介绍

杭州思看科技有限公司是由海归博士、行业专家、青年科技骨干组成的高科技企业。公司坐落在浙江杭州的未来科技城内，毗邻阿里巴巴淘宝城，主要从事手持式三维激光扫描仪、激光二维传感器等智能视觉检测设备的开发、研制和销售。公司研发团队由美国海归博士领衔，依托浙江大学、浙江工业大学雄厚的科研实力，开发出一系列具有自主知识产权的、国内外领先的机电产品，包括手持式激光三维扫描仪、全局摄影测量系统和激光二维传感器等，公司产品已在国内许多大专院校、科研院所、汽车整车及零配件生产厂、大型机械加工企业和造型设计公司使用，深得用户的信赖和好评。

2产品介绍

2.1概述

思看科技HSCAN系列手持式激光三维激光扫描仪是杭州思看科技有限公司历时五年、自主研发的产品，也是国内第一台面向工业检测的手持式激光三维扫描仪，打破了国外公司在该领域的垄断。目前该产品不仅在国内拥有众多用户，同时远销德国、捷克、挪威、日本、韩国、俄罗斯、澳大利亚和智利等众多海外市场，获得国内外用户一致认可和好评。

HSCAN系列扫描仪工作时采用多条线束激光来获取物体表面的三维点云，操作者将设备握在手上，实时调整仪器与被测物体之间的距离和角度，操作灵活方便简单易学。在扫描大体积物体时，可以配合全局摄影测量系统，消除累计误差，提高全局扫描的精度。该扫描仪可以方便携带到工业现场或者生产车间，并根据

被扫描物体的大小、形状以及扫描的工况环境进行高效精确的扫描。

2.2 工作原理

1)仪器上的两组相机可以分别获得投影到被扫描对象上的激光，该激光随对象

形状发生变形，由于这两组相机事先经过准确标定，就可以通过计算获得激光线所投影的线状三维信息；

2)仪器根据固定在被检测物体表面的视觉标记点来确定扫描仪在扫描过程中

的空间位置，这些空间位置被用于空间位置转换；

3)利用第1步获得的线状三维信息和第2步的扫描仪空间相对位置，当扫描仪

移动时，不断获取激光所经过位置的三维信息，从而形成连续的三维数据。

2.3产品特点

便携高效，工作时操作人员手持设备，可以随时变化角度和距离对被测物体进行快速扫描；

仪器重量小于一公斤，放入安全防水箱后总重小于六公斤，轻松携带至任何场合；

目标点自动定位，不需要额外机械臂或其他跟踪设备，被扫描物体可以移动，无需固定；

扫描数据实时呈现，真正实现“所见即所得”；

能扫描各种大小和形状的物体，小到鸡蛋，大如飞机，都可轻松应对；

采用千兆网线连接，能支持远距离正常工作；

两个高分辨率的图像采集单元及一套激光发射器，扫描更清晰精确；

点云无分层，自动生成三维实体图形（三角网格面）；

可内、外扫描，也可在狭窄的空间扫描，如飞机驾驶舱，汽车内部仪表板等无局限。同时可多台扫描设备同时工作扫描，所有的数据都在同一个坐标系中，无需后期拼接；

可通过点云密度选择来控制扫描文件的大小，根据细节需求，组合扫描不同的部位；

外部环境对扫描精度影响小，即使是阳光直射也能正常工作；

从汽车车漆镜面到黑色物体表面都能轻松应对，绝大部分情况下都不需要喷

显像增强剂。

2.4 软件功能

软件功能主要分为“三维扫描”和“数据处理”两个主要模块，“三维扫描”

功能模块对应三维数据采集及过程中的参数设置；“数据处理”功能模块对应数据采集完成后对相应的点云或者网格面数据进行处理以及参数设置；

软件具备新建工程、保存、设置、读取等系列功能，对应的数据格式主要包括工程格式、标记点格式、点云格式和三角网格面格式；

三维数据自动生成STL三角网格面，STL 格式可快速处理数据；

扫描软件可以直接对扫描所获得的点云数据进行点云选取、删除、去除体外孤立点和非连接项、平滑滤波和特征拼接等一系列功能；

软件具备实时设置扫描点间距、实时调整激光强度、变化和调整扫描视角等功能；

软件界面具有点云间距选择功能，用户可根据被扫描物体体积及细节度等要求选择点云间距，该点云间距与通用第三方软件匹配一致；

2.5 产品参数

HSCAN300扫描仪其技术参数如下表所示。

表1 技术参数表

型号HSCAN300

重量0.95千克

尺寸315*165*105毫米

光源形式三束平行线激光

扫描深孔及死角不支持

扫描速率205,000次测量/秒

激光类别Ⅱ级（人眼安全）

分辨率0.05毫米

精度最高0.04毫米

体积精度1

0.02毫米+0.1毫米/米

（单独使用扫描仪）

体积精度2

0.02毫米+0.025毫米/米

（配合全局摄影测量系统）

基准距300毫米

景深250毫米

输出格式. ply、.xyz、.dae、.fbx、.ma、.obj、.asc、.stl等，可定制工作温度0~40℃

接口方式千兆网

快速标定软件具备用户快速标定校准功能，标定时间小于30秒

电脑配置要求

CPU：i7-6820HQ

内存：32G内存，2133MHzDDR4

显卡：NVIDIA Quadro M1000M 含2GB GDDR5 操作系统：Windows 7-64 bit, Windows 8

网口接口：千兆网网口

2.5 行业应用

HSCAN系列手持式激光三维扫描仪可在如下各个行业应用：

汽车整车及配件

航空航天船舶

轨道交通

机械设计及制造

家居家装

建筑文物

教育科研

虚拟现实展示

3D打印配套

3 产品配置和生产能力

杭州思看科技具有每年300到400套HSCAN系列手持式激光三维扫描仪的生产能力，相关配件和附件库存充足，能应付各种突发情况。

HSCAN系列手持式激光三维扫描仪的标准配置如下：

表2 标准配置表

组成数量

三维扫描仪手持端1个

配套快速标定板1个

配套组合电缆1条

配套电源适配器1个

反光标记点4000个

防水箱1个

配套三维扫描软件1套

4 培训及售后

4.1 培训

在用户购买我公司的HSCAN系列产品后，我公司将对用户进行设备的使用、校准、日常保养等方面进行培训，直至买方操作人员完全掌握操作技术为止。用户可以选择到我公司进行完善系统的设备使用培训，或者也可以选择由我公司安排技术员到现场进行技术培训。此外，在设备交付后，买方相关操作人员如遇技术问题，我公司会随时提供技术支持。

4.2 保修

我公司对售出的HSCAN系列手持式激光三维扫描仪实行一年质保。无论是否处于保修期，我公司在接到用户报修通知后12小时内立即做出响应，由经验丰富的技术人员为用户提供高效的技术支持，并在24小时内提供解决方案，将用最快的速度解决客户遇到的设备问题。

质保期内提供免费返厂校准服务。

5应用案例

5.1 汽车整车及配件

5.2 家具

5.3 大型铸件检测

5.4 三维建模及检测

5.5 木雕及石像

三维激光扫描仪使用说明

瑞士徕卡三维激光扫描仪产品型号：ScanStation c10 徕卡测量系统股份有限公司HDS高清晰测量系统部门是三维激光扫描解决方案的供应商，她是全球范围内将三维激光扫描技术应用于改建工程、细部测量、工程设计与咨询以及地形测量项目的领导者。其先进的高清晰测量扫描仪、软件以及“交钥匙”系统是高精度、确保投资回报、容易使用以及手段灵活的完美结合。除了这些产品之外，徕卡也向客户提供最全面的客户服务和支持，并把客户介绍给业内最大也是经验最丰富的服务商网络。徕卡测量系统的HDS产品家族包括：基于时间测量的HDS3000和ScanStationc10测量系统,基于相位测量的超高速系统HDS6000.这样的产品组合再结合Ｃyclone软件和CAD 插件Cloudworx，我们为用户提供完整的工程解决方案，用户可以获得符合徕卡品质的测量成果、完整的ＣＡＤ工具集成、高精度的可提交成果以及海量工扫描数据管理能力。徕卡ScanStation 全球第一个带有全站仪功能的三维激光扫描仪全方位视场角 360°×270°双轴补偿±5′ 全站仪级别的单点测量精度有效的测距范围 300米模型表面精度±2mm 全新四大特点： 1、全方位视角:360°×270° 徕卡ScanStation c10全站式扫描仪能够扫描建筑的天花板或顶棚、桥梁下底面、架空管道支撑架、高大物体的立面、柱状或塔式建筑物。全站仪的视场角没有限制，因此，测量员和其它专业人员在安置徕卡ScanStation 全站式扫描仪时，不需为视场角问题费心劳神。 2、高精度双轴（倾斜）补偿器:双轴补偿±5′分辨率1” 比全站仪更加灵活和自由，徕卡ScanStation c10全站式扫描仪可以根据测量控制点完成高精度的导线测量，因为它使用了和徕卡全站仪一样高精度的双轴（倾斜）补偿器。 3、测量级的点位精度:模型表面的精度±2mm 和有些扫描仪通过“多次测量取平均”的方法达到测量级的精度不同，徕卡ScanStation c10全站式扫描仪测量的单点精度也能达到测量级的精度。在远距离扫描时，徕卡ScanStation c10全站式扫描仪的超精细扫描保证了标靶扫描的精度以及扫描拼接的精度，用户会切身体会到其中的好处。

3D扫描仪使用方法自编

1、调整硬件放板，把仪器垂直向下 2、调整工作距离 ●手动旋转升降手杆，抬升仪器，使工作板进入屏幕二四广角内。 ●放一张白纸，点菜单，投射十字线，调仪器上的旋钮使其清晰。 ●调镜头角度，使屏幕上两个红黑十字竖条重合拧紧。 ●翻到有字的一面，投射黑场，调镜头上先调亮，拧开小钮，再调清晰锁紧。 ●投射十字线，调镜头上方小钮，调成130。 3、软件校正 ●校正-------校正页面 ●校正------参数设置------选规格 ●按要求七步校正 ●点启动，点鼠标右键，按顺序设置左镜头、右镜头四个点推往校上角点。 ●最后点校正，出对话框，中间数字不超过0.15就能用。 ●点小按钮Sca扫描页面。 ●拿手校正扳放模型------喷涂料------贴点 ●投射十字线，手摇手柄使红黑十字线重合，点空格开始扫描。 1）顺次扫四个方向 2）调整镜头成45度，投射十字线重合，再扫四个方向，如果没有扫到五个，点鼠标右键数据管理取消本次数据补贴点，直到看到很完美。保存suface.asc 去除杂质：打开Geomagic Studio 10. 打开文件右键着色编辑-----选择-----体外弧点敏感性改为100确定------删除选择------非连接项------改为低------DEL 点-----减少噪音----滑块到中------确定点-----封装------确定模型管理器-----第三个显示-----多边形改为100 背景模式去掉多边形------填充孔点第四个清理干净填充孔：点边界工具------特征-------创建特征-----选择平面-----在物体平向的地方点三个-------平面二------与第一个垂直工具-----对齐----到全局要想转方向工具-----移动------精确位置-----旋转轴方向安装过程 1、安装加密狗 2、打开3doe下Aluication下复制Stereo3D到D盘和3doe并列 3、打开Backconfig,，把4个全复制到Stereo3D里。

三维激光扫描仪工作流程

三维激光扫描仪应用于地形测量操作流程：第一步、建立工程及数据下载 1.1 新建工程：点击工具栏“project”命令-“New”-选择工程在计算机中存贮位置并为工程命名；1.2设备连接：双击工程名在出现的对话框中点击“Instrument”命令并且在“Network”命令下设置IP 地址为“192.168.0.234”（对应扫描仪中IP地址）。 1.3 数据下载点击工具栏“HELP”-“download and convert”-选取需要的数据进行下载。（可右键工程名称点”check all”全选所有数据）第二步、选取反射片或公共点。在新接触RIEGL扫描仪或无明显公共特征地物的情况下不建议运用选取公共点进行点云数据的拼接，最好是每站摆设3个反射片来进行粗拼和坐标系的转换。选取反射片一般在2D视图下灰度模式中的点云数据中选取

且与选取的公共点区分开）

在2D视图中选取反射片后，可在3D视图中拖入标记的反射片来检查标记的反射片位置是否正确，若发现反射片偏离，可在TPL中删除改点，在3D视图中重新选择。第三步、导入外业实测反射片坐标（反射片坐标是用RTK测得）把外业RTK点(TXT格式或者CSV格式)导入TPL(GLCS)需要注意X6位Y7位;

如果我们是用选取公共点进行站站之间的粗拼，或用反射片进行粗拼，可以在TPL(GLCS)中选取所有点右键，复制到TPL(PRCS)。注意：一般我们在野外作业时都是用磁罗盘进行定向配合GPS进行数据扫描，内业一般就可以不用进行粗拼，第四步可以跳过，所以我们不用将TPL(GLCS)中的点复制到TPL(PRCS)中。第四步、粗拼粗拼就是将站站之间的位置在一定的误差范围内重合。粗拼有三种方法一、在野外作业时都是用磁罗盘进行定向配合GPS进行数据扫描，相对位置不会发生太大的变化，我们可以理解为已经粗拼完成。某些个别站因为各种原因可能会发生相对位置变化很大的情况，我们可以通过改变某站扫描数据的X、Y、Z坐标进行粗拼。例：假设第一站（①）的点云数据相对位置正确，我们将第二站（②）的点云数据与 ①的点云数据进行粗略拼接。步骤为将①②的点云数据放到一个视图窗口上，调整至较为清晰的公共部分

三维激光扫描仪的使用说明

甘肃启奥地理信息工程服务有限公司三维激光扫描仪使用规范二零一二年十二月

三维激光扫描仪以其长距离，高精度，快速度数据扫描的特点，能在条件恶劣，人员无法抵达的环境里，完成了一系列高难度、高强度的测绘任务，发挥出了其独有的优势，给我们测绘带来前所未有的效益。在使用RIEGL VZ-1000近一年半的时间里，我们也总结了很多经验，我将此仪器的常规操作做一简要总结，作为基本的使用规范：一、外业基础工作 1.配件及外业准备工作三维激光扫描仪外业测绘所需配件有：RIEGL VZ-1000主机、充电器、电瓶、电瓶充电器、数据线、电源线、笔记本电脑(电池，鼠标等)。辅助设备：RTK1+1模式、仪器箱、内六方扳手、背包（仪器保护小棉袄）、木质脚架，简易脚架、记录本、觇板、反射贴片，卷尺等。 2.充电 1）三维激光扫描仪自带电池直接可以充电，由于其自身的电池保护功能在电池电量没有完全用完的情况下，首先开机放电，让其正常耗电，电量小于10%以下，电量显示为红色，方可继续充电，否则无法充电。充电时间保持8小时以上。 2）电瓶充电时，必须严格按照正负极标注进行接线，严禁违规操作。接通电瓶充电器，绿灯亮后，在仪表盘上，电压设置12V,电流设置18A以上。充电时间保持10小时以上。 3）其余设备（RTK、笔记本电脑、对讲机等）按正常标准充电，

充分保证野外工作的顺利经行 3.外业数据采集 1）找到合适的仪器架设位置后，固定脚架，使其基本平整，将扫描仪固定到脚架上，拧紧连接螺旋。先连接数据线(注意卡口，切记野蛮连接)，如果需用电瓶供电，再连接电源线缆。打开供电按钮，启动一起，同时启动电脑。在距离扫描仪15米左右视野开阔的地方，固定简易脚架，设置反射贴片位置,并记录反射贴片高度，反射贴片正对扫描仪。 2）扫描仪开机后，仪器下方出现激光束投射到地面上，找准激光位置，做好标记，量取仪器高并记录(激光投射地面点到脚架基座的高度,单位m)。 3）笔记本启动后，桌面上点击图标，启动软件，进入软件操作界面（见图1）。图1 软件操作界面

三维激光扫描仪

利用三维激光扫描仪提取塌陷裂缝张飞跃（西安科技大学，陕西西安 710600）摘要：三维激光扫描技术作为一种新兴的测量技术，是一种先进的、自动化的、非接触式、高精度三维激光技术，是继GPS之后测量技术的又一次革新。由于地面沉降引起的地裂缝是一种日趋普遍且显著的地质问题，对矿区地表作物及生态产生重大影响。利用三维激光扫描仪并结合数字图像技术提取塌陷裂缝是对三维激光技术应用的又一次扩展。论文对三维激光扫描仪进行了详细的介绍说明并通过对矿区实地数据的处理和分析，探索三维激光扫描仪在地表变形监测领域的应用理论和方法。关键词：三维激光扫描技术，点云数据处理，数字滤波，裂缝信息提取 Using three-dimensional laser scanner to extract Surface crack ZHANG Fei-Yue (xi’an university of science and technology) Abstract：As a new measurement technique,three-dimensional laser scanning technology is an advanced, automated, non-contact, high-precision three-dimensional laser technology, following another GPS measurement technology innovations. Due to cracks caused by ground subsidence is a common and increasingly significant geological problems, there has a significant impact on the mine surface crops and https://www.360docs.net/doc/6d14591243.html,ing three-dimensional laser scanner and digital image technology to extract collapse crack is another expansion of three-dimensional laser technology .This paper has been illustrated and described in detail by mine field data processing and analysis for three-dimensional laser scanner,to explore the three-dimensional laser scanner application theory and methods in the field of surface deformation monitoring. Key words: Three-dimensional laser scanning technology，Point cloud data processing，Digital Filter，Cracks information extraction 0 引言三维激光扫描系统是一种集高新科技于一身的空间数据获取系统。利用地面三维激光扫描技术，可以进行复杂地形地貌的地区或是管线设施密集的工厂进行扫描作业，并可以直接实现各种大型的、复杂的、不规则、标准或非标准的实体或实景三维数据完整的采集，进而快速重构出实体目标的三维模型及线、面、体、空间等各种制图数据。同时，还可对采集的三维激光点云数据进行各种后处理分析，如测绘、分析、模拟、展示、监测、虚拟现实等操作。在矿山开采沉陷研究中，传统地表沉陷观测方法在地表变形盆地主断面上步设一定密度的监测点获取地表变形数据。监测点数量有限，并且在较长的观测周期中出现因监测点难以保护而造成点位丢失的现象，给之后的数据处理工作带来

Trimble Scene三维激光扫描仪操作流程

目录 1 概述 (2) 2 外业数据采集 (2) 2.1 外业踏勘 (2) 2.2 控制点数据 (2) 2.3 点云数据 (10) 3 内业软件简介 (10) 3.1 TRIMBLE Scene的组成 (11) 3.2 快速视图 (12) 3.3 平面视图 (13) 3.4 3D立体显示 (14) 3.5 快捷图标说明 (14) 3.6 点云数据导出 (16) 3.7 测量距离 (17) 4 内业数据处理流程 (17) 4.1 数据整理 (17) 4.2 加载数据 (18) 4.3 选择参考点、面 (18) 4.4 靶球、面配对拼接 (19) 4.5 应用彩色点云 (21) 4.6 导出点云建立模型 (21)

1 概述随着测绘技术的日益发展，高效，简便的各项技术相继问世。TRIMBLE三维激光扫描仪为当前世界最小、最轻的激光扫描仪。与传统的二维平面图相比，任何人都会发现三维图像的优点。因为激光扫描仪可以在每秒得到约百万测量点，并产生其周围环境的精确三维图像。 TRIMBLE三维扫描仪尺寸为24x20x10 C㎡重量：5kg 采用集成彩色相机，7000w像素的无视差彩色相机高性能电池可持续工作5小时数据管理采用便携带的SD卡测量速度为976000点/秒误差±2mm 视野305°（垂直）x 360°（水平）数据处理流程分为：外业激光数据采集、内业激光数据拼接、后期三维建模、数据集成系统。 2 外业数据采集 2.1 外业踏勘每个项目开始之前，必须对需要采集数据的地点进行踏勘，对其周围的地理环境、天气因素、人为影响作一个系统的了解，做好计划，并防止采集数据发生的意外。 2.2 控制点数据为了对扫描图像进行绝对定向，需在整个房屋附近设置多个靶球或靶点，并利用仪器，测量出每一个点的位置。靶球放置必须保证前后站都能看到。放置好靶球后，架起仪器开机。开机后界面如下：

三维扫描实验指导书一资料

三维扫描实验项目指导书（一）自动化三维扫描

目录 1.实验目的 (1) 2.实验原理 (1) 3.实验内容及步骤 (1) 3.1开机 (1) 3.2系统标定 (2) 3.3转台手动操作 (10) 3.4路径规划 (10) 3.5修改自动化程序代码 (11) 3.6自动化运行 (12) 4.注意事项 (13) 4.1使用注意事项 (13) 4.2设备注意事项 (13) 4.3安全警告 (13) 5.撰写实验报告 (14)

1.实验目的：（1）学习自动化三维扫描仪的调试及使用方法，初步掌握空间曲面三维扫描的方法。（2）具体了解点云数据处理流程，为逆向工程技术运用奠定基础。 2.实验原理：扫描仪工作原理：扫描时，光栅投影装置投影数副特定编码的结构光到待测物体，成一定夹角的两个摄像头同步采集相应的图像，然后对图像进行编码和相位计算，利用三角形扫描原理、匹配技术，算解出两个摄像头公共视区内像素点得到三维坐标。自动化三维扫描与检测系统由于其自动化程度高，可针对不同外形的产品进行最优扫描路径规划，从而高效完成检测任务，整个过程无需人为干预。本实验使用的是武汉惟景三维科技有限公司所生产的PowerScan-Auto系列自化扫描测量与检测系统，设备由以下工业级机械臂与PowerScan-Pro1.3M扫描仪组成。 PowerScan-Pro1.3M扫描仪具体参数如下： 3 .实验内容及步骤： 3.1、开机打开机器人控制柜电源，打开电脑。打开PowerScan软件。打开TCPIP软件，软件界面如图1.1所示，在本地端口框中输入12548，连接端口框中输入5490，目标IP地址为192.168.125.5，协议选择为TCP Client，在最下面勾选十六进制接受框，点击连接按钮，将设备、机器人和软件连接起来。（注：在自动化未运行时，需手动连接设备、机器人和软件，防止软件一直检测是否连接而造成卡顿。自动化运行前需将连接断开，自动化运行时，自动化程序会自行连接设备、机器

三维激光扫描技术

三维激光扫描技术三维激光扫描技术三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，作为20 世纪90 年代中期开始出现的一项高新技术，是测绘领域继GPS技术之后的又一次技术革命，通过高速激光扫描测量的方法，大面积、高分辨率地快速获取物体表面各个点的(x.y.z)坐标、反射率、(R.G.B)颜色等信息，由这些大量、密集的点信息可快速复建出1:1的真彩色三维点云模型，为后续的业处理、数据分析等工作提供准确依据。具有快速性，效益高、不接触性、穿透性、动态、主动性，高密度、高精度，数字化、自动化、实时性强等特点，很好的解决了目前空间信息技术发展实时性与准确性的颈瓶。它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势。三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型，主要通过高速激光扫描测量的方法，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据，大量的空间点位信息。是快速建立物体的三维影像模型的一种全新的技术手段。三维激光扫描技术使工程大数据的应用在众多行业成为可能。如工业测量的逆向工程、对比检测；建筑工程中的竣工验收、改扩建设计；测量工程中的位移监测、地形测绘；考古项目中的数据存档与修复工程等等。三维激光扫描原理三维激光扫描仪利用激光测距的原理，通过高速测量记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。由于三维激光扫描系统可以密集地大量获取目标对象的数据点，因此相对于传统的单点测量，三维激光扫描技术也被称为从单点测量进化到面测量的革命性技术突破。三维激光扫描技术引入建筑工程的意义随着三维扫描技术的发展与成熟，它很快成为空间数据获取的一种重要技术手段，并在很多行业引起技术性变革的热潮。目前，国建筑行业处于变革的阶段，BIM在我们从事的行业中引爆，但是都处于一种建模，碰撞分析，检测等方面，但都没有深入衔接现实，忽略施工工地数据流与建筑信息模型间的流通转化，何谈运维，所以bim模型去哪了？并没有贯穿到bim 的全生命周期中去。三维激光扫描技术在BIM中的应用是最基础的一个重要环节，对现场实际数据的采

三维扫描仪使用方法及操作技巧

三维扫描仪使用方法及操作技巧三维扫描仪大体分为接触式三维扫描仪和非接触式三维扫描仪。其中非接触式三维扫描仪又分为光栅三维扫描仪（也称拍照式三维描仪）和激光扫描仪。而光栅三维扫描又有白光扫描或蓝光扫描等，激光扫描仪又有点激光、线激光、面激光的区别。三维扫描仪功能： 1：三维扫描仪的用途是创建物体几何表面的点云（point cloud），这些点可用来插补成物体的表面形状，越密集的点云可以创建更精确的模型（这个过程称做三维重建）。若扫描仪能够取得表面颜色，则可进一步在重建的表面上粘贴材质贴图，亦即所谓的材质映射（texture mapping）。 2：三维扫描仪可模拟为照相机，它们的视线范围都体现圆锥状，信息的搜集皆限定在一定的范围内。两者不同之处在于相机所抓取的是颜色信息，而三维扫描仪测量的是距离。手持式三维扫描仪手持式三维扫描仪原理：线激光手持三维扫描仪，自带校准功能，采用635nm的红色线激光闪光灯，配有一部闪光灯和两个工业相机，工作时将激光线照射到物体上，两个相机来捕捉这一瞬间的三维扫描数据，由于物体表面的曲率不同，光线照射在物体上会发生反射和折射，然后这些信息会通过第三方软件转换为3D图像。在扫描仪移动的过程中，光线会不断变化，而软件会及时识别这些变化并加以处理。光线投射到扫描对象上的频率高达28，000points/s，所以在扫描过程中移动扫描仪，哪怕扫描时动作很快，也同样可以获得很好的扫描效果，手持式三维扫描仪工作时使用反光型角点标志贴，与扫描软件配合使用，支持摄影测量和自校准技术。定位目标可以使操作员根据其需要的任何方式360移动物体。真正便携手持三维扫描仪，可装入手提箱，携带到作业现场或者工厂间转移十分方便。实现激光扫描技术的一些最高数据质量，保持较高解析度，同时在平面上保持较大三角形，从而生成较小的STL文件。设备的形状和重量分布有利于长时间使用，避免发生肌肉骨骼问题。功能多样并方便用户

三维激光扫描仪的原理与其应用

三维激光扫描仪 2.1三维激光扫描仪研究背景自上个世纪60年代激光技术已经开始出现，激光技术以其单一性和高聚积度在20世纪获得巨大发展。实现了从一维到二维直至今天广泛应用的三维测量的发展，实现了无合作目标的快速高精度测量。而且数字地球，数字城市等一系列概念的提出，我们可以看到：信息表达从二维到三维方向的转化，从静态到动态的过渡将是推动我国信息化建设和社会经资源环境可持续发展的重要武器。目前，各种各样的三维数据获取工具和手段不断地涌现，推动着三维空间数据获取向着实时化、集成化、数字化、动态化和智能化的方向不断地发展，三维建模和曲面重构的应用也越来越广泛[1]。传统的测绘技术主要是单点精确测量，难以满足建模中所需要的精度、数量以及速度的要求。而三维激光扫描技术采用的是现代高精度传感技术，它可以采用无接触方式，能够深入到复杂的现场环境及空间中进行扫描操作。可以直接获取各种实体或实景的三维数据，得到被测物体表面的采样点集合“点云”，具有快速、简便、准确的特点。基于点云模型的数据和距离影像数据可以快速重构出目标的三维模型，并能获得三维空间的线、面、体等各种实验数据，如测绘、计量、分析、仿真、模拟、展示、监测、虚拟现实等。其中，地面三维激光扫描技术的研究，已经成为测绘领域中的一个新的研究热点。它采用非接触式高速激光测量的方式，能够获取复杂物体的几何图形数据和影像数据，最终由后处理数据的软件对采集的点云数据和影像数据进行处理，并转换成绝对坐标系中的空间位置坐标或模型，能以多种不同的格式输出，满足空间信息数据库的数据源和不同项目的需要。目前这项技术已经广泛应用到文物的保护、建筑物的变形监测、三维数字地球和城市的场景重建、堆积物的测定等多个方面。 2.2 三维激光扫描技术研究现状 2.2.1 主要的三维激光扫描仪介绍随着三维激光扫描技术研究领域的不断扩大，生产扫描仪的商家也越来越多。主要的有瑞士Leica公司，美国的FARO公司和3D DIGITAL公司、奥地利的RIGEL公司、加拿大的OpTech公司、法国MENSI公司、中国的北京荣创兴业科技发展公司等。这些扫描仪在扫描距离、扫描精度、点间距和数量、光斑点的大小等指标有所不同[2]。主要的分类见图1-1和表1-1。

浅谈三维激光扫描技术原理及应用

浅谈三维激光扫描技术原理及应用摘要：三维激光扫描技术是—种新型的测绘技术，被称为“实景复制技术”。本文介绍了三维激光扫描仪的系统分类、基本原理、技术特点，探讨了三维激光扫描技术的应用。关键词：三维激光扫描技术工作原理技术特点应用 1、引言近年来，随着工程测量服务领域的不断拓宽以及三维设计制造对测量精度的要求，传统的测量仪器如全站仪、断面仪等已不能满足高精度的三维坐标采集和“逆向工程”的需要。相比这些传统的测量技术，三维激光扫描技术具有极大的技术优势，特别是在数据采集方面，具有高效、快捷、精确、简便等特点，被广泛的应用于各个领域。 2、三维激光扫描技术随着三维激光扫描仪在工程领域的广泛应用,这项国际上近期发展的高新技术已经引起了广大科研人员的关注。这种技术采用非接触式高速激光测量方式，来获取地形或复杂物体的几何图形数据和影像数据，最终通过后处理软件对采集的点云数据和影像数据进行处理分析，转换成绝对坐标系中的三维空间位置坐标或者建立结构复杂、不规则场景的三维可视化模型，既省时又省力,同时点云还可输出多种不同的数据格式，做为空间数据库的数据源和满足不同应用的需要。 2.1 三维激光扫描系统组成整个系统通常由以下四部分组成：1)三维激光扫描仪；2）数码相机；3）后处理软件；4)电源以及附属设备。如图1：图1 地面激光扫描仪系统组成与坐标系 2.2 三维激光扫描仪的分类三维激光扫描仪按照扫描平台可以分为：机载(或星载)激光扫描系统、地面型激光扫描系统、便携式激光扫描系统。三维激光扫描仪作为现今时效性最强的三维数据获取工具，按照其有效扫描距离可进行如下分类： (1)短距离激光扫描仪：其最长扫描距离不超过3m，一般最佳扫描距离为

三维激光扫描仪使用说明

三维激光扫描仪使用说明 1、三维激光扫描原理 Trimble GX200三维激光扫描系统由三维激光扫描仪、数码相机、扫描仪旋转平台、软件控制平台，数据处理平台及电源和其它附件设备共同构成，是一种集成了多种高新技术的新型空间信息数据获取手段。地面三维激光扫描系统的工作原理：首先由激光脉冲二极管发射出激光脉冲信号，经过旋转棱镜，射向目标，然后通过探测器，接收反射回来的激光脉冲信号，并由记录器记录，最后转换成能够直接识别处理的数据信息，经过软件处理实现实体建模输出。 2、三维激光扫描工作流程应用三维激光测量技术采集数据的工作过程大致可以分为计划制定、外业数据采集和内业数据处理三部分。在具体工作展开之前首先需要制定详细的工作计划，做一些准备工作，主要包括：根据扫描对象的不同和精度的具体要求设计一条合适的扫描路线、确定恰当的采样密度、大致确定扫描仪至扫描物体的距离、设站数、大致的设站位置等等；外业工作主要是采集数据：主要包括数据采集、现场分析采集到的数据是否大致符合要求、进行初步的质量分析和控制等等；内业数据处理是最重要也是工作量最大的一环，主要包括：外业采集到的激光扫描原始数据的显示，数据的规则格网化，数据滤波、分类、分割，数据的压缩，图像处理，模式识别等等。 3、三维激光扫描仪用途目前Trimble GX200三维激光扫描仪的主要用途为工程测量、地形测景、虚拟现实和模拟可视化、矿区土方开挖断面和体积测量、工业制造、变形测量、加工检测、施工控测、事故调查、历史古迹的调查与恢复，以及特殊动画效果的测量等。 4、本校对三维激光扫描仪主要用途说明本校对Trimble GX200三维激光扫描的主要用途有如下三个方面：（1）本科生可以运用三维激光扫描仪进行相关的教学实验，用于建立简单的建筑物模型，了解外业操作和内业数据处理的基本方法，使自己掌握先进的测量仪器，拓宽自己知识面，为以后进一步的研究打下基础。（2）硕士研究生可以结合本专业情况运用三维激光扫描仪进行各种实验项目，例如可以在变形监测方面运用仪器进行相关实验，获得测量数据进行相关的后续研究。（3）博士研究生可以更深入对三维激光扫描系统进行理论研究。例如三维激光扫描仪工作原理的研究，相关数据处理软件的研究和开发，三维激光测量系统理论方法的研究等。

快速掌握三维扫描仪的操作方法

快速掌握三维扫描仪的操作方法随着国内三维扫描仪技术的成熟及在各行各业的普及，三维扫描技术已成为生产制造中的一项重要技术支撑，起着不可或缺的作用，并逐渐形成一门新的科学。如何正确高效的操作三维扫描仪成为了众多企业关心的问题。使用同样一款三维扫描仪扫描同一物体时，不同的操作人员得到的数据结果度会有一定的差异，其原因便在于扫描人员在操作过程中所掌握的操作技巧。掌握三维扫描仪操作原理比较容易，但如果想成为“扫描专家”还需要一定的学习与反复操作。三维光学扫描仪：主要包括三维激光扫描仪和拍照式三维扫描仪。本案例以精易迅的拍照式三维扫描仪为例，简单叙述如何快速掌握三维光学扫描仪的操作方法：第一，前期的准备工作（主要分三步）步骤1：确保稳定的三维扫描环境进行三维扫描首先须确保三维扫描仪是建立在一个稳定的环境中（包括光环境：避免强光和逆光对射；三维扫描仪的稳固性等），要最大限度地减少环境破坏，确保三维扫描结果不会受到外部因素的影响。步骤2：三维扫描仪校准（需要学习）在三维扫描前，对机器进行校准尤为关键的一步。三维扫描仪要知道自身在什么环境下进行扫描，才能扫描出准确的三维数据。在校准过程中，要根据三维扫描仪预先设置的扫描模式，计算出扫描设备相对于对扫描对象的位置。校准扫描仪时，应根据扫描对象调整设备系统设置的三维扫描环境。正确的相机设置会影响扫描数据的准确性，因此必须确保曝光设置是正确的。严格按照制造商的说明进行校准工作，仔细校正不准确的三维数据。校准后，可通过用三维扫描仪扫描已知三维数据的测量物体来检查比对，如果发现扫描仪扫描的精度无法实现时，需要重新校准扫描仪。步骤3 ：对扫描物体表面进行处理有些物体表面扫描是比较困难的。这些物体包括半透明材料（玻璃制品、玉石），有光泽，或颜色较暗的物体。对于这些物体需要使用哑光白色显像剂覆盖被扫描物体表面，对扫描物体喷上薄薄的一层显像剂，目的是是为了更好的扫描出物体的三维特征，数据会更精确。需要注意的是，显像剂喷洒过多，会造成物体厚度叠加，对扫描精度造成影响。注：显像剂不会对物体表面及人体造成损害，扫描完成后用清水洗掉即可。第二，开始扫描工作准备工作完成后便可以对物体进行扫描了。用三维扫描仪对扫描物体从不同的角度进行三维数据捕捉，更改物体摆放方式或调整三维扫描仪相机方向，对物体进行全方位的扫描。第三，后期处理工作（主要分两步，比较简单）步骤1：点云处理目前市面上流行的三维扫描仪均为点云自动拼接方式，无需后期手动拼接，即对物体表面扫描完成后，系统会自动生成物体的三维点云图形。但需要操作人员对扫描得到的点云数据去除噪点（即多余的点云）以及对其进行平滑处理。步骤2：数据转换点云处理完后，要对数据进行转换，目前都是系统软件自动将点云数据直接转换成STL 文件的。生成的STL数据可以与市面上通用的3D软件对接。

三维激光扫描技术

激光扫描仪是借着扫描技术来测量工件的尺寸及形状等工作的一种仪器，激光扫瞄仪必须采用一个稳定度及精度良好的旋转马达，当光束打 ( 射) 到由马达所带动的多面棱规反射而形成扫瞄光束。由于多面棱规位于扫瞄透镜的前焦面上，并均匀旋转使激光束对反射镜而言，其入射角相对地连续性改变，因而反射角也作连续性改变，经由扫瞄透镜的作用，形成一平行且连续由上而下的扫瞄线。由于扫瞄法系以时间为计算基准，故又称为时间法。它是一种十分准确、快速且操作简单的仪器，且可装置于生产在线，形成边生产边检验的仪器。激光扫瞄仪的基本结构包含有激光光源及扫瞄器、受光感 ( 检) 测器、控制单元等部分。激光光源为密闭式，较不易受环境的影响，且容易形成光束，目前常采用低功率的可见光激光，如氦氖激光、半导体激光等，而扫瞄器为旋转多面棱规或双面镜，当光束射入扫瞄器后，即快速转动使激光光反射成一个扫瞄光束。光束扫瞄全程中，若有工件即挡住光线，因此可以测知直径大小。测量前，必须先用两支已知尺寸的量规作校正，然后所有测量尺寸若介于此两量规间，可以经电子信号处理后，即可得到待测尺寸。因此，又称为激光测规。激光扫瞄仪在工业生产在线检测产品时，利用这种非接触式而不需停机，甚至设有自动警报及回馈控制等功能。测量范围从0.25 mm~457 mm之间，精度可达。激光扫描的原理是什么？原理比较简单，事实上和全息照片有着相同的原理，首先，需要将激光分成两束，一束光照射物件，一束直接照到底片上，使感光原件感光。从这是利用了从物体后部反射的激光束与物体前部反射的激光束所走过的距离不同，因此与直接照射的参考光束所形成的干涉条纹不同，而三维型激光扫描仪则记录了全部的条纹，也就记下了物体的立体形象，只要再用激光去照射全息图片，就可以显出物体的真面目。观看这样的图片时，只要改变观察的角度，就可以看到被前面物体挡住的部分，而且从这机关报照片中任意剪下一小块，都可从它看到物体的全貌，只是观察的窗口较窄，就好比从钥匙口看室内的情况一样。三维激光扫描仪测控技术及回波信号处理方法的研究近些年来，随着数字化技术的迅速发展，各种不同领域对于获取原始数据信息的需求也日益增多。其它相关技术如计算机、机械制造等的进步和发展，使人们获取信息的方法和技术变得多种多样。三维激光扫描技术是其中一种利用激光脉冲对物体表面进行扫描从而获取其表面特征信息的技术，它适用于中近距离的宽场景、大物体的快速高精度扫描，为建立场景的三维模型提供了必要而且准确的工具。通过与计算机的连接，三维激光扫描的后处理技术可以使扫描结果得到更为广泛的应用。本文对三维激光扫描仪的测控系统技术及通过对回波信号进行处理来提高测距精度的方法进行了深入的研究。首先介绍了三维激光扫描的特点以及国内外有关发展趋势、技术特点及难点等，根据系统要求对测控系统步进电机的细分驱

三维扫描仪操作规程

三维扫描仪操作规程（ISO9001-2015） 1.0适用范围三维扫描仪广泛用于模具设计，逆向工程，实体扫描和数据分析。 2.0操作方法 2.1 三维扫描仪使用方法。 2.1.1 使用人员必须经过培训考核以后才能上岗作业。 2.12 扫描仪由专人负责管理。 2.2 检查扫描仪部件是否齐全。 2.2.1 3D扫描仪、扫描仪支架、扫描仪校准球、数据通讯电缆及C-TRACK扫描系统。 2.2.2 数度校准棒7）笔记本电脑8）电源适配器9）4个反射把10）高清拍照像机11）坐标系系统12）1943高速数据通讯卡。 2.3 扫描设备连接 2.3.1 将笔记本电脑连接好电源。 2.3.2 将C-TRACK与C-TRACK主机用数据通讯电缆连接好。 2.3.3 将笔记本电脑与C-TRACK扫描设备连接。 2.3.4 将C-TRACK连接电源，打开C-TRACK主机预热半小时。 2.4 校准棒与校准球校准 2.4.1 双击VXELEMENTS进入扫描软件，单击菜单栏“配置-C-TRACK-校准”选项，首先要确认好C-TRACK的校准范围，然后单击开始。 2.4.2 在此过程中，根据提示来确保校准棒的方向还有高度跟距离，整个过程

都根据电脑上显示的位置和方向做为引导，一定要确保校准棒白色点在红色点的范围之内，使之重合变绿，同样的方法来校准另外三个不同的方向，16个位置，然后单击“优化”，校准完成。 2.4.3 将校准球摆放在C-TRACK的正前方2m处，用高度在60mm的小平台摆放，确保校准球上面的5个点都在C-TRACK的接收范围之内。 2.4.4 单击菜单栏“配置-扫描仪-校准”选项，单击开始。 2.4.5 先来校准扫描仪与校准球之间的距离，方法是把扫描仪垂直于校准球，然后按住扫描仪上的开关，使十字激光在校准球的中心位置，缓慢垂直的移动接近校准球，直到电脑上全部显示为深绿色才完成第一步。 2.4.6 接下来会显示要校准角度，同样是要垂直于校准球，使十字激光在校准球的中心位置，但是距离校准球的位置要看电脑显示正好是在它的接受范围（左侧条状计量器说明扫描头与被扫描物距离的远近）显示为绿色之内才可以，等待球中心显示为深绿色以后，慢慢的转动扫描仪的角度，使球的45度位置也正好变为深绿色，同样有4个位置需要校准，完成后单击接收按钮。 2.4.7 确定校准在设备接受的精度范围之内。 2.5 扫描 2.5.1 静态扫描（小件扫描）。 2.5.2 需要扫描的工件摆放在C-TRACK能接收到的范围，最好是在C-TRACK正前方2m-3m处。 2.5.3 根据需要来调整扫描参数，单击应用。 2.5.4 单击菜单栏“扫描”，选择扫描面（点），要垂直于要扫描的面，（左侧条状计量器说明扫描头与被扫描物距离的远近）显示为绿色最好，完成后单击扫

浅谈三维激光扫描技术的测量原理及其应用

浅谈三维激光扫描技术的测量原理及其应用[摘要]通过三维激光影像扫描仪获得的数据来组成的立体模型，能非常精确测量出建筑物和物体的尺寸，是可取代传统的测量方式。就三维激光影像扫描仪的单点精度来说，一般都可达到的水平为毫米级，而且它建模之后的测量精度绝对不比传统测量方法逊色。效率高是三维激光扫描最重要的意义所在，激光扫描内外业需要的时间通常就只有传统方法测量的1/20。物体部分点的数据是传统的方法就能够测到的，而物体的全部细节则需利用激光扫描才可测量到。因此，探讨其原理继而对其技术进行推广应用十分重要。 [关键词]三维激光扫描系统测量原理数据采集精度 0引言三维激光扫描系统是可深入到所有复杂的现场环境和空间中，透过三维激光扫描可以将各种大型的、不规则、复杂的、非标准或标准等实景或实体的三维数据完整地采集到电脑上，快速地重构目标的三维实体模型，在采集的三维激光点云数据也能把目标的完整数据应用在各种后处理工作对称应用的工具。 1三维激光扫描仪的测量原理三维激光扫描仪是在激光的相干性、方向性、单色性和高亮度等特性的基础上，在同时注重操作简便和测量速度上，从而保证了测量的综合精度，而其测量的原理是主要分为有测距、扫描、测角、定向这四个方面。 1.1三维激光扫描仪的测距原理由于激光测距是激光扫描技术十分重要的组成部分，对于激光扫描的定位以及获取空间三维信息是具有十分重要的作用。现阶段的测距方法主要是有：相位法、三角法、脉冲法。测距方法都有其优缺点，而主要是集中在测程和精度的关系上，脉冲测量的距离最长，可是精度会随距离的增加而降低。相位法用于中程测量，具有比较高的测量精度，可它是通过两个间接测量才能够得到距离值，三角测量测程最短，可是精度最高，适用于近距离、室内的测量。 1.2三维激光扫描仪的测角原理区别于常规仪器的度盘测角方式，激光扫描仪是通过改变激光光路而获得扫描角度。把两个步进电机与扫描棱镜安装在一起，进而分别实现水平和垂直方向扫描。步进电机也是一种将电脉冲信号转换为角位移的控制微电机，它能够实现对激光扫描仪的精确定位。

3D扫描仪操作规范

前言激光手持三维扫描仪是开发并具有自主知识产权的非接触式光学三维扫描仪。系统具有如下优良特性： 1) 支持 win7 64 位系统； 2) 高便捷性：轻便手持式扫描，简单快捷； 3) 高适用性：可适用于各种形状、颜色、材质的物体扫描，可在户外光线环境下扫描； 4) 非接触式扫描：适合任何类型的物体，除可以覆盖接触式扫描的适用范围之外，可以用于对柔软、易碎物体的扫描以及难于接触或不允许接触扫描的场合； 5) 高实用性：操作简单，易学易用； 6) 高扩展性：可与 DIGMETRIC 摄影测量系统搭配进行超大型物件； 7) 高精度：计量级测量精度，高达 0.03mm； 8) 高效率：扫描速率最高可达 480000 次/秒。

目录目录 (3) 1、硬件 (4) 1.1硬件介绍 (4) 1.2硬件连接 (5) 2、软件 (5) 2.1软件的安装 (5) 2.2软件界面 (7) 3、标定操作 (10) 4、点云扫描操作 (13) 5、扫描过程 (17)

1、硬件 1.1硬件介绍扫描仪由以下硬件组成。包括定标板，电源线与数据线，标志点（内圆6mm外圆10mm），加密狗，扫描仪主机。定标板作用是校准设备，使用用务必放好，不得用来作为扫描处理。标志点作用是扫描时定位拼接。加密狗是设备钥匙，使用过程中务必插在电脑。 LED光源，扫描中辅助光源。相机传感器，扫描中采集数据图像。激光发生器，数据采集光源。激光线经过的区域形成点云数据。工作指示灯，通过颜色变化提示工作状态是否正常。共5种颜色，中间绿色为最佳状态。功能键，在不同的工作场景可以选择不同的工作命令。加减/放大/缩小键，在不同的工作场景中通过单击实现不同的功能。开始/暂停/确认按键，在不同的工作场景中通过单击实现不同的功能。电源线接口，连接电源，适配器上有黄色连通指示灯。数据线，实现点云数据的传输。图 1.1.1

三维扫描仪使用说明

三维扫描仪操作指导书工程训练中心

工程综合训练部前言近年来，随着制造技术的飞速发展，一种新的制造概念改变了以前传统制造业的工艺过程。这种新的制造思路是：首先对现有的产品模型进行实测，获得物体的三维轮廓数据信息，再进行数据重构，建立其CAD数据模型。设计人员可在CAD模型上再进行改进和创新设计，最后获得的数据可直接输入到快速成型系统或者形成加工代码输入到数控加工中心，生成新的产品或其模具，最后通过实验验证，产品定型后再投入批量生产。这一过程就被称为反求工程，它使产品的设计开发的周期大为缩短，其整个过程可用下图描述。

反求工程系统可分为三部分：即数据的获取与处理系统；数据文件自动生成系统；自动加工成型系统。其中物体三维轮廓数据的准确获取是整个反求工程的关键所在。我们将要介绍的三维扫描仪就是用于物体三维轮廓数据的获取，它具有精度高，速度快，对工件无磨损，无接触变形，易装夹，易操作等优点，可广泛应用于汽车、电子通讯、玩具、制造行业。

第一章系统简介 X H A3D三维扫描系统特点 XHA3D三维扫描系统采用世界领先的光栅式照相技术，在短时间内获取物体表面三维数据，广泛应用于模具设计、逆向工程、质量检测和控制、医学测量等领域，产品主要具有以下特点：扫描速度与精度的完美结合单面扫描时间少于10 秒；采用全自动拼接技术，拼接精度可达0.04mm/m。非接触式扫描采用非接触光栅式照相扫描技术，避免了因扫描头磨损而影响精度，具有很高的稳定性。适用于橡胶类、皮革类等表面易变形物体扫描。操作简便操作界面简洁明了，初学者易上手，短时间内可熟练操作。采用安全的结构光光源 ZRET 系列三维扫描仪采用安全的结构光光源，对人体无伤害，对环境要求不敏感，不需要在暗室中操作。全自动拼接运用标志点拼接技术，扫描过程中不用人为干预，对大型物体多次拍摄，对复杂物体多角度扫描，可得到完整、精确的三维点云数据。精细拼接采用独特的ICP(Iterative Closest Point)技术，将扫描所得数据的公共部分中所

三维激光扫描

9.3三维激光扫描仪及其在地形测量中的应用三维激光扫描仪是无合作目标激光测距仪与角度测量系统组合的自动化快速测量系统，在复杂的现场和空间对被测物体进行快速扫描测量，直接获得激光点所接触的物体表面的水平方向、天顶距、斜距、和反射强度，自动存储并计算，或得点云数据。最远测量距离可达数千米，最高扫描频率可达每秒几十万，纵向扫描角θ接近90o，横向可绕仪器竖轴进行360o全圆扫描，扫描数据可通过TCP/IP协议自动传输到计算机，外置数码相机拍摄的场景图像可通过USB数据线同时传输到电脑中。点云数据经过计算机处理后，结合CAD可快速重构出被测物体的三维模型及线、面、体、空间等各种制图数据。目前，生产三维激光扫描仪的公司很多，典型的有瑞典的Leica公司、美国的3DDIGITAL公司和Polhemus公司、奥地利的RIGEL公司、加拿大的OpTech 公司等。它们各自产品的测距精度、测距范围、数据采样率、最小点间距、模型化点定位精度、激光点大小、扫描视场、激光等级、激光波长等指标会有所不同，可根据不同的情况如成本、模型的精度要求等因素进行综合考虑之后，选用不同的三维激光扫描扫描仪产品。图12-21是几种不同型号的地面三维激光扫描仪。一、地面三维激光扫描仪测量原理无论扫描仪的类型如何，三维激光扫描仪的构造原理都是相似的。三维激光扫描仪的主要构造是由一台高速精确的激光测距仪，配上一组可以引导激光并以均匀角速度扫描的反射棱镜组成。激光测距仪主动发射激光，同时接受由自然物表面反射的信号从而可以进行测距，针对每一个扫描点可测得测站至扫描点的斜距，再配合扫描的水平和垂直方向角，可以得到每一扫描点与测站的空间相对坐标。如果测站的空间坐标是已知的，则可以求得每一个扫描点的三维坐标。地面三维激光扫描仪测量原理图如图12-22所示。地面三维激光扫描仪测量原理主要分为测距、扫描、测角和定向等4个方面。 1.测距原理激光测距作为激光扫描技术的关键组成部分，对于激光扫描的定位、获取空间三维信息具有十分重要的作用。目前，测距方法主要有脉冲法和相位法。脉冲测距法是通过测量发射和接收激光脉冲信号的时间差来间接获得被测目标的距离。激光发射器向目标发射一束脉冲信号，经目标反射后到达接收系统，