三维扫描的应用带来哪些好处

三维扫描的应用带来哪些好处
三维扫描的应用带来哪些好处

三维激光扫描究竟能为我们做些什么呢,为何这种应用时下如此流行,趋势化明显?先从基础部分聊起,点云-Point Cloud(单个空间三维坐标被称为一个点,大量空间三维坐标的集合被称之为点云,点云通常还包含每个三维坐标位置的色彩及反射强度等信息,点云对三维空间信息的表达具有不可代替的特性)。我们生活在一个多维空间,空间中的事物与每个人密切相关,随着技术的发展,用点云表现空间信息的方式将成为我们生活中的一部分。那么采用这种方式到底有哪些益处呢?下面一起来看看。

一、在制造业方面的应用,

在制造行业三维激光扫描仪应用特别广泛,它的出现,对制造业产品设计开发产生深远的影响。目前的三维扫描仪扫描速度可到到百万次测量/秒,短至数分钟时间内,即可将物品或者是周围场景的空间信息精准收录。所以通过三维激光扫描方式采集数据,在高效性方面是传统办法所不可比拟的。

在制造业,我们一般将三维扫描仪应用于2方面,一是对产品进行质量检测,二是对产品进行逆向设计(也叫作抄数)。

1、质量检测应用中,可将三维扫描后获得的产品三维模型与原始设计图纸对比,从而对产品进行度量、比较、分析,并快速地判断产品是否合格,为产品的质量判断提供可靠理论依据,

用三维扫描来进行检测的优点在于检测效率非常高,同批多个零件的检测可以实现批量化检测;可以进行全尺寸检测;可输出PDF 报告,直观的表达测量数据以及测量位置;同时对检测人员的专向技能要求比较低,操作简单,容易上手(这类的应用在工业制造中已经非常成熟,汽车厂、汽车零部件厂、铸造、模具类企业很多都有相关设备,这里就不再列举案例)

2、逆向工程中的应用

据国外有关数据统计:在日常工作中,正向工作仅占百分之四十,而逆向工作却占到了百分之六十,但是一直以来我国在逆向工程领域的造诣并不高,甚至可以说是比较薄弱。所谓逆向工程技术就是对实物原形进行3D扫描、数据采集,经过数据处理、三维重构等过程,

构造具有相同形状结构的三维模型。然后,在对原形进行复制或在原形的基础上进行再设计,实现创新。所以说逆向工程并不是简单的3D扫描以及复制的过程,逆向工程的目的是利用实物获取三维数据,并基于三维数据进行优化设计以及创新设计。传统逆向工程有着这样一些问题,重构系统进行逆向工程重构时,由于三维扫描设别或者分析软件无法处理数据规模较大的点云数据,容易出现点云同三维曲面的吻合度较差,工件曲面的三维重构精度低。而现在由于技术的进步,三维扫描仪的功能更加完善,不管是在测量精度还是测量速度方面都有很大的提高,使得基于三维扫描技术的逆向工程在许多领域中都有着极其重要的作用,其不但能够缩短产品开发的时间,也能够检测现有的产品、修复损坏的产品、检测产品的实际数据与设计数据之间的误差。

二、三维扫描在非工业的应用

当然,除了工业领域之外,三维扫描在非工业领域也成功的在文物保护、城市建筑测量、地形测绘、采矿业、变形监测、工厂、大型

结构、管道设计、飞机船舶制造、公路铁路建设、隧道工程、桥梁改建等领域里有着很多的应用。

我们可以将三维技术看做是二维技术的进阶版,哪里有二维的应用,哪里就可以应用三维。由于三维激光扫描其结果直接显示为三维空间点云数据,可快速建立结构复杂、不规则的三维可视化模型,既省时又省力。

总之,三维扫描是一种收集信息的技术手段,目的是为了服务您意图实现的结果,因此在三维扫描之前,您就需要清晰了解您的用途,比如工业零部件的检测、逆向的设备,与高还原度要求的带色彩纹理的设备就会有差异。

当然,每一个应用场景对应的三维扫描设备是不一样的,每一款设备都有其最适用的场景,所以不要想着一款设备走天下。比如对于几厘米至至几米的的高精度工业类检测、逆向场景,高精度的手持三维扫描仪是比较好的选择方案;而几百上千米的大型工厂数字化、建筑测绘等,精度要求较低,为了尽快将建筑、管道等信息全部记录下

来,方便后期二维出图与三维建模,那么架站式地面三维激光扫描仪就很合适;而比如既要色彩高还原度、又要精细度、还要兼顾大场景的情况(比如文化遗产文物古建类),就需要在架设高专业度的的灯光条件下,结合大小空间不同的三维扫描设备来进行。

如果您觉得有些发懵,有一个比较“偷懒”的方法就是将您的需求“外包出去”,在业界内更资深、更高级别的综合性三维数字化方案解决商处“定制”方案,一方面,三维数字化方案解决商会根据您的实际需求来为您定制方案,帮您选择适合哪种类型的产品,用哪个品牌性价比更高,以及具有场景针对性的后期软、硬件培训,而单一品牌的厂家,可能是从产品销售方面来反推这个产品是否符合您的需求,有可能不是最符合您的实际情况。选择三维数字化方案解决商的优点另一方面在于由于其在业界内的话语权,可以获得比单独客户直接从厂家购买的“建议零售价”更好的价格,毕竟厂家面对的首要客户不是单独零散的业务。

上海沪敖信息科技有限公司是一家致力于三维数字化行业解决方案的技术型企业。公司以行业应用为出发点,为客户提供三维数字化采集、三维数据处理等一系列服务。沪敖拥有手持三维扫描仪、小空间三维扫描仪、地面三维激光扫描仪、无人机实景三维系统、3D 打印机等多种技术手段,是行业内知名设备的签约合作伙伴。从几厘米到几十米的对象、或从几米到上千米的三维空间,沪敖均可提供涵盖软硬件产品和技术服务的完整解决方案。

三维激光扫描技术及其应用探讨

【摘要】本文首先对三维激光扫描技术的理论、系统组成、工作原理进行分析,对三维激光扫描技术的特点进行总结,对三维激光扫描流程进行探讨,并对三维激光扫描技术的应用进行研究。 【关键词】三维激光扫描;应用;测量 引言 三维激光扫描技术是对激光测距技等原理进行利用并以此获得数据的一种新型技术,广泛应用于变形监测、工程测量、地形测量、断面和体积测量等领域,具有一些优势,包括无需合作目标、精度较高、密度较高、效率较高以及全数字特征等。三维激光扫描技术能够真实描述扫描对象的整体结构,以及形态特性,能够迅速准确的生成三维数据模型,防止基于点数据的分析方法导致的片面性。把三维激光扫描技术和控制策略相互结合在一起,能够得到扫描目标的坐标。本文对有关三维激光扫描技术及其应用进行分析和探讨,不足之处,敬请指正。 1 三维激光扫描技术 三维激光扫描技术选用的是非接触式高速激光测量的方法,对相关物体几何数据及影音资料进行获取,最后利用后处理软件对数据进行处理和分析,转换成具有坐标系的三维空间坐标及模型,并能够用多种数据格式输出,满足空间数据库的数据源,以及三维激光扫描技术的不同应用需求。 1.1 系统组成 (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。 1.2 工作原理 三维激光扫描技术利用设备内部的激光脉冲发射器,向相关目标物体发射一束激光脉冲,通过反光镜旋转,发射出的激光脉冲扫描目标,信号接收器接收反射回来的激光脉冲,对相关数据进行记录,包括每个激光脉冲从发射到被测物表面,然后返回设备所经过的时间,以此获取目标到扫描中心的距离,除此之外扫描控制模块对每一个激光脉冲的水平扫描角α和竖向扫描角β进行控制,最后经过后处理软件自动解算,得出目标的相对三维坐标,也就是云点,经过转换后,在绝对坐标系中表现为三维空间位置坐标或者模型。 1.3 三维激光扫描技术的特点 三维激光扫描技术的特点,可以总结为高精度、高速度、高分辨率、非接触式以及优良的兼容性等优势,甚至称之为测绘领域继gps技术之后的一次具有影响力的技术革命。利用和传统测量技术进行对比,包括全站仪、近景摄影测量以及航空摄影测量等,具体而言具有以下特点: (1)非接触式 三维激光扫描技术是一种非接触式的高速激光测量手段,无需布置反射棱镜,直接扫描目标体即可,通过对目标体表面云点的三维坐标数据进行采集。假如被测目标处于环境恶劣、人员甚至无法到达现场的情况,常规测量技术无法胜任此项任务,那么三维激光扫描技术的优势就被凸显出来。 (2)数字化程度较高、可扩展性 三维激光扫描技术所获取的数据均为数字信号数据,具有较高的数字程度,处理起来较为简便,可以便利的用于数据的分析、输出以及显示,后处理软件人机友好的用户界面,可以和其它软件及时进行数据共享,能够和外接数码相机、gps等设备相互配合使用,从而拓宽了各自的应用范围,因此三维激光扫描技术具有较好的可扩展性。 (3)高分辨率 三维激光扫描技术的分辨率较高,能够方便快捷的采集高质量、高密度的数据,这是高

三维扫描仪原理与应用论文

三维扫描仪 学号:123456789 姓名:(⊙o⊙)… 摘要:三维扫描仪(3D scanner) 是一种科学仪器,用来检测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质)。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算,在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途,举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。 关键字:三维扫描仪 CCD 机器视觉测量逆向工程 正文:三维扫描仪是光电传感器的一种,一般用于测量物体的三维坐标。从而间接地得到被测物的空间坐标,尺寸,形状。以及通过计算机处理得到的三维坐标矩阵,合成机器视觉。 机器视觉用途很广,比如可用于机械手视觉向导、产品外观尺寸检测、逆向工程等。真正实现生产智能化、自动化。节约人力成本。服务工农业。非常具有研究价值! 下面讨论三维扫描仪的工作原理。逐点扫描型:

图1 图2

由图1可看出,中间的激光发射装置逐点发射激光,激光以点的形式射到物体表面并反射,被2个CCD相机所捕捉(CCD相机都为对激光光波敏感,对可见光光波不敏感类型)。捕捉到的信息传入计算机进行处理。计算机通过计算像素中心线到激光反射点的像素差(图2所示),计算出CCD相机中心线与激光反射点到CCD相机这条直线的角度,间接计算出θ1和θ2(图1所示)。 2个CCD 相机距离已知,所成夹角已知。当计算出θ1和θ2后,根据三角形原理,可计算出激光反射点的相对坐标(X,Y)。同理,如果在激光发射装置的上面放一个CCD相机,便可计算出激光反射点的竖直坐标Z。至此,通过一个激光发射装置,3个不同方向放置的CCD相机,就可测量激光反射点的相对三维坐标(X,Y,Z)。 如果激光发射装置逐点发射,CCD相机逐点捕捉,通过计算机处理后可得到一条线的三维坐标,如果激光发射装置逐行发射,CCD相机逐行捕捉,输入计算机处理后便可得到一个面的三维坐标,称作面的三维坐标矩阵。 下面谈谈三维扫描仪的应用,通过上面的方法,就可得到了一个面的三维坐标矩阵。把这个三维坐标矩阵输入计算机,让计算机进行处理,比如数字滤波,变换,特征提取等。就可得知所扫描物体的尺寸形状,距离等。能让计算机判断所扫描物体的几何尺寸,边缘等特征信息。以便向机械手发出动作指令。真正实现视觉信息引导机械手工作!使得机械手更加智能化。精度高的还能检测所扫描物体面的粗糙程度。 除了上面所讲的高端应用机器视觉指引机械手动作外,恐怕大部分企业购买三维扫描仪的用途是逆向工程。通过扫描现有的成品零件,逆向生成CAD文件或模型,然后生成CAM文件。就可生产制造出产品!省去了开发设计环节!大大节

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。

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。

三维激光扫描测量技术及其在测绘领域的应用

三维激光扫描测量技术及其在测绘领域的应用 徐晓雄刘松林李白 随着信息技术研究的深入及数字地球、数字城市、虚拟现实等概念的出现,人们对空间三维信息的需求更加迫切。基于测距测角的传统工程测量方法,在理论、设备和应用等诸多方面都已相当成熟,新型的全站仪可以完成工业目标的高精度测量,GPS可以全天候、一天24小时精确定位全球任何位置的三维坐标,但它们多用于稀疏目标点的高精度测量。随着传感器、电子、光学、计算机等技术的发展,基于计算机视觉理论获取物体表面三维信息的摄影测量与遥感技术成为主流,但它在由三维世界转换为二维影像的过程中,不可避免地会丧失部分几何信息,所以从二维影像出发理解三维客观世界,存在自身的局限性。因此,上述获取空间三维信息的手段难以满足应用的需求,如何快速、有效地将现实世界的三维信息数字化并输入计算机成为解决这一问题的瓶颈。三维激光测量技术的出现和发展为空间三维信息的获取提供了全新的技术手段,为信息数字化发展提供了必要的生存条件。20世纪90年代,随着三维激光扫描测量装置在精度、速度、易操作性、轻便、抗干扰能力等性能方面的提升及价格的逐步下降,它在测绘领域成为研究的热点,应用领域不断扩展,逐步成为快速获取空间实体三维模型的主要方式之一。

使用国产地面激光扫描仪扫描的输电线三维模型 三维激光扫描测量技术的特点 三维激光扫描测量技术克服了传统测量技术的局限性,采用非接触主动测量方式直接获取高精度三维数据,能够对任意物体进行扫描,且没有白天和黑夜的限制,快速将现实世界的信息转换成可以处理的数据。它具有扫描速度快、实时性强、精度高、主动性强、全数字特征等特点,可以极大地降低成本,节约时间,而且使用方便,其输出格式可直接与CAD、三维动画等工具软件接口。目前,生产三维激光扫描仪的公司有很多,它们各自的产品在测距精度、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仪产品。

三维扫描技术应用背景

背景 特种承压设备的设计、生产、安装、使用等环节受质监局监管,监管中检验检测环节交由我们单位完成,检验完成后出具报告给用户并提交给质监局,作为使用证发证依据。法定检验检有制作监检、安装监检及法定检验。法定检验按检验内容不同,周期分为半年、一年、两年、三年不等。 以压力管线为例,管线类设备分布错综复杂:

对象 锅炉(2-50米高) 压力管道(附属阀门、连接压力容器、锅炉等设备) 安全阀 压力容器(1-10几米) 作业场所 厂区外(供气供热等长输设备) 厂区内(建筑物外) 建筑物内(交错、横穿房间楼层、存在天花板夹层、墙里、有可能人无法爬进去的地方。) 业务 1、管道制造监检 2、管道安装监检 3、管道法定定期监检(半年、1年、3年、6年)

=全面检验,资料审查,宏观检查、安全保护装置,单线图, =超声波检测,金相分析,壁厚测定,泄漏性试验,红外成像检测,硬度测定, =导波检测报告,耐压强度校验报告、红外成像检测 =安全状况等级评定,超标缺陷安全等级评定 =等等 三维激光扫描成果 1、通过三维扫描技术,可以获取设备点云数据,从点云提取三维模型实现设备对象化,与业务数据关联,建设基于三维仿真的数字化工厂; 2、在检验检测过程中应用三维扫描设备,快速获取设备外形特征、走向分布规律,智能的自动的获取设备1比1的数字模型信息,自动生成检验检测过程中需要的过程数据,比如单线图、设备采样点位置、检验轨迹顺序等(以往的方式是手绘); 3、基于提取的三维模型,搭建三维仿真数字工厂,快速精准定位设备,实现1比1精细化管理设备,实现设备物联网。 设备应用方式 1、寻找测绘公司以测绘工程方式立项采集用户设备的三维激光扫描点云数据,租用设备,并提取设备三维数字模型,建立广州特种承压设备基础数据库,作为广州特种承压设备的静态基础数据,在上建设应用以及在工作里实现数据维护。 2、单位成立三维激光扫描采集小组,采购激光扫描仪器,专门找时间去到用户厂区对设备进行扫描,并进行数据处理。 3、采购激光扫描仪模块,研究快速智能自动设备三维模型的方法,集成、改造硬件,开发配套软件,在检验检测过程中使用扫描仪辅助检验检测。提高检验检测的效率,便捷的获取更丰富更完善的检验检测辅助数据并采集设备的点云数据及三维模型数据。 建设需求 1、改造设备,便于在实际特种承压设备生产环节中可以方便携带,方便使

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

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

三维扫描仪分原理特点应用——铁牛科技

什么是三维扫描仪 定义:快速获取物体的立体彩色信息并将其转化为计算机能直接处理的三维数字模型的仪器。即:快速实现三维信息数字化的一种极为有效的工具。 三维扫描仪的分类:接触式三维扫描仪;非接触式三维扫描仪; 接触式三维扫描仪: 其点优是:1具有较高的准确性和可靠性; 2配合测量软件,可快速准确地测量出物体的基本几何形状。 其缺点是:1测量费用较高; 2探头易磨损且容易划伤被测物体表面; 3测量速度慢;检测一些内部元件有先天的限制; 4接触探头在测量时,接触探头的力将使探头尖端部分与被测件之间发生局部变形而影响测量值的实际读数; 5由于探头触发机构的惯性及时间延迟而使探头产生超越现象,趋近速度会产生动态误差。 非接触式三维扫描仪: 1非接触式的光电方法对曲面的三维形貌进行快速测量已成为大趋势; 2对物体表面不会有损伤;

3相比接触式的具有速度快,容易操作等特征,三维激光扫描仪可以达到5000-10000点/秒的速度,而照相式三维扫描仪则采用面光,速度更是达到几秒钟百万个测量点,应用与实时扫描,工业检测具有很好的优势。 非接触式三维扫描仪分为:照相式;激光式两种; 1激光式扫描仪属于较早的产品,由扫描仪发出一束激光光带,光带照射到被测物体上并在被测物体上移动时,就可以采集出物体的实际形状。 2照相式扫描仪是针对工业产品涉及领域的新一代扫描仪,与传统的激光扫描仪和三座标测量系统比较,其测量速度提高了数十倍。由于有效的控制了整合误差,整体测量精度也大大提高。其采用可见光将特定的光栅条纹投影到测量工作表面,借助两个高分辨率CCD 数码相机对光栅干涉条纹进行拍照,利用光学拍照定位技术和光栅测量原理,可在极短时间内获得复杂工作表面的完整点云。其独特的流动式设计和不同视角点云的自动拼合技术使扫描不需要借助于机床的驱动,扫描范围可达12M,而扫描大型工件则变得高效、轻松和容易。其高质量的完美扫描点云可用于汽车制造业中的产品开发、逆向工程、快速成型、质量控制,甚至可实现直接加工。 三维扫描仪的应用:工业设计制鞋行业精密雕刻行业汽车工业玩具行业模具制造行业数码设计行业工艺品行业动漫设计行业动漫设计行业服装设计行业文物保护与古董修复 陶瓷卫浴行业家电产品设计医学与人体美容珠宝饰品设计教育行业等行业 三维扫描仪原理 三维扫描仪(3D scanner) 是一种科学仪器,用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质)。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算,在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途,举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。三维扫描仪的制作并非仰赖单一技术,各种不同的重建技术都有其优缺点,成本与售价也有高低之分。目前并无一体通用之重建技术,仪器与方法往往受限于物体的表面

三维扫描技术可以应用在哪些领域

三维扫描技术可以应用在哪些领域 1、测绘工程领域:大坝和电站基础地形测量、公路测绘、铁路测绘、河道测绘,桥梁、建筑物等测绘、地质科考、滑坡检测、隧道的监测及变形监测、危险源检测、大坝的变形监测、隧道地下工程结构、测量矿山及体积计算。 2.结构测量方面:桥梁改扩建工程、桥梁结构测量、结构检测、几何尺寸测量、空间位置冲突测量、空间测量、体积测量、三维高保真建模、海上平台、测量造船厂、电厂、化工厂等大型工业企业内部设备的测量;管道、线路测量、各类机械制造安装。 3.建筑、古迹测量及宣传方面:建筑物内部及外观的测量保真、古迹(古建筑、雕像等)的保护测量、文物修复,古建筑测量、文物数字化、数字化博物馆、文物的三维宣传展示、遗址测绘、赝品成像、现场虚拟模型、现场保护性影响记录等。 4.倾斜摄影方面:运用无人机倾斜成像、长途飞行、定点监察、实时图传、远端控制喊话(还记得疫情时期的无人机喊话吗,当时觉得好玩的不行)等功能,环境治理、城市电力线路巡检等。 5.紧急服务业:灾害估计,森林植被病虫害监测,紧急救援(如火灾救援、洪水救援、地震救援)等。 6.娱乐业:用于电影特效制作,虚拟场景,人工成像,虚拟道具等。 7.工业: 数字化工厂:对工厂进行全生命周期测量,工厂流水线改造,虚拟装配,动态模拟添加,更换设备,碰撞检查,生产三维动画,表现生

产工艺,同时监控设备工作过程、状态、报警; 数据验证:对物品进行扫描,将得到的三维数据与原三维图纸进行比较,快速准确的获得偏差,基于对比结果给出修正方案。 产品逆向:逆向工程(又称逆向技术),是一种产品设计技术再现过程,即对一项目标产品进行逆向分析及研究,从而演绎并得出该产品的处理流程、组织结构、功能特性及技术规格等设计要素,以制作出功能相近,但又不完全一样的产品。逆向工程源于商业及军事领域中的硬件分析。其主要目的是在不能轻易获得必要的生产信息的情况下,直接从成品分析,推导出产品的设计原理。 三维扫描技术对工业零部件进行扫描后可以直接生成三维数据,进行手工测量,通过第三方软件进行残损检测,出具二/三维分析报告,也可以逆向建模,参数化,生成CAD图纸,指导设计,开模,制造为实体产品。 8.油罐服务方面:油罐容积计量,油罐变形检测解决方案,油罐数据浏览存档,油罐数据量取、测量,半径及容积计算,容积表的生成。9.石油化工方面:实地坐标边界测量,地下管道测量,地上地物三维测量,作业区地形地貌测量,管线工艺收集绘制等。 10.PDMS/SP3D方面:石油化工、海洋工程作为生产生活中重要的支柱产业,具有工程量大、耗时长、数据复杂等独特性,泛生出多个专业化的设计、运维、元素库管理软件,其中英国AVEVA公司旗下的PDMS、E3D与瑞士Intergraph公司旗下的PDS、SP3D为目前主流

三维激光扫描测量技术及其在测绘领域的应用

三维激光扫描测量技术及其在测绘领域的应用三维信息获取技术,也称为三维数字化技术。它研究如何获取物体表面空间坐标,得到物体三维数字化模型的方法。这一技术广泛应用于国民经济和社会生活的许多领域,如在自动化测控系统中,可以测微小、巨大、不规则等常规方法难以测量物体。 随着信息技术研究的深入及数字地球、数字城市、虚拟现实等概念的出现,人们对空间三维信息的需求更加迫切。基于测距测角的传统工程测量方法,在理论、设备和应用等诸多方面都已相当成熟,新型的全站仪可以完成工业目标的高精度测量,GPS 可以全天候、一天24小时精确定位全球任何位置的三维坐标,但它们多用于稀疏目标点的高精度测量。随着传感器、电子、光学、计算机等技术的发展,基于计算机视觉理论获取物体表面三维信息的摄影测量与遥感技术成为主流,但它在由三维世界转换为二维影像的过程中,不可避免地会丧失部分几何信息,所以从二维影像出发理解三维客观世界,存在自身的局限性。因此,上述获取空间三维信息的手段难以满足应用的需求,如何快速、有效地将现实世界的三维信息数字化并输入计算机成为解决这一问题的瓶颈。三维激光测量技术的出现和发展为空间三维信息的获取提供了全新的技术手段,为信息数字化发展提供了必要的生存条件。20世纪90年代,随着三维激光扫描测量装置在精度、速度、易操作性、轻便、抗干扰能力等性能方面的提升及价格的逐步下降,它在测绘领域成为研究的热点,应用领域不断扩展,逐步成为快速获取空间实体三维模 型的主要方式之一。

使用国产地面激光扫描仪扫描的输电线三维模型 三维激光扫描测量技术的特点 三维激光扫描测量技术克服了传统测量技术的局限性,采用非接触主动测量方式直接获取高精度三维数据,能够对任意物体进行扫描,且没有白天和黑夜的限制,快速将现实世界的信息转换成可以处理的数据。它具有扫描速度快、实时性强、精度高、主动性强、全数字特征等特点,可以极大地降低成本,节约时间,而且使用方便,其输出格式可直接与CAD、三维动画等工具软件接口。目前,生产三维激光扫描仪的公司有很多,它们各自的产品在测距精度、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仪产品。

浅论三维激光扫描技术的应用及前景

浅论三维激光扫描技术的应用及前景 【摘要】三维激光扫描技术是一种先进的全自动高精度立体扫描技术。作为一项新的数据获取手段,地面三维激光扫描仪可以快速、精确和高效地测量目标的三维影像数据,突破了传统的测量和数据处理方法,赢得了全新的研究和应用领域。本文简单介绍了三维激光扫描技术的工作原理、技术特点、工程应用和发展方向等几方面的状况。 【关键词】三维激光扫描;特点;应用 0 引言 随着科学技术的不断发展,出现了集成多种高新技术的新型测绘仪器—地面三维激光扫描仪,它采用非接触式高速激光测量方式,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三维坐标、色彩信息和反射强度—点云数据。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。这项技术可用于变形监测、工程测量、地形测量、断面和体积测量等领域,具有不需要合作目标、高精度、高密度、高效率、全数字特征等优点。 1 地面三维激光扫描仪测量原理 地面三维激光扫描系统主要有三部分组成,扫描仪、控制器(计算机)和电源供应系统。激光扫描仪本身主要包括激光测距系统和激光扫描系统,同时也集成CCD和仪器内部控制和校正等系统。在仪器内,通过一个测量水平角的反射镜和一个测量天顶距的反射镜同步、快速而有序地旋转,将激光脉冲发射体发出的窄束激光脉冲依次扫过被测区域,测距模块测量每个激光脉冲的空间距离,同时扫描控制模块控制和测量每个脉冲激光的水平角和天顶距,最后按空间极坐标原理计算出扫描的激光点在被测物体上的三维坐标。扫描仪的内部有一个固定的空间直角坐标系统。当在一个扫描站上不能测量物体全部而需要在不同位置进行测量时;或者需要将扫描数据转换到特定的工程坐标系中时,都要涉及到坐标转换问题。为此,就需要测量一定数量的公共点,来计算坐标变换参数。为了保证转换精度,公共点一般采用特制的球面标志和平面标志。点云数据以某种内部格式存储,因此用户需要厂家专门的软件来读取和处理,OPTEC的ILRIS-3D软件,Cyrax2500的Cyclone软件、LMS-Z420的3D-RiSCAN软件、MENSI的Realworks 等都是功能强大的点云数据处理软件,他们都具有三维影像点云数据编辑、扫描数据拼接与合并、影像数据点三维空间量测、点云影像可视化、空间数据三维建模、纹理分析处理和数据转换等功能。三维激光扫描流程图如图1所示。

三维激光扫描仪在古建筑测绘的应用

三维激光扫描仪在古建筑测绘的应用 引言 古建筑的艺术价值、文化价值及历史价值较高,是中国几千年来的文化沉淀和劳动人民智慧的结晶。随着社会经济的发展,人们对古文物建筑保护的重视度日益提升,在古建筑保护中,古建筑测绘是一项基本工作,具有深远的意义。随着科学技术的不断发展和计算机技术的发展,空间数据采集的手段和方法不断创新,三维激光扫描仪产生。作为空间数据获取的有效手段,它能够对事物的客观事实进行迅速的反映,对古建筑的测绘具有重要作用。 1三维激光扫描仪和古建筑测绘 1.1三维激光扫描仪的测量原理 三维激光扫描仪是新兴的测量技术,能够对大范围区域的信息进行高精度、直接、快速以及全天候的采集,它利用激光测距的原理,通过点云集密集的目标物表面的纹理信息、反射率和三维空间坐标对其空间进行三维记录。 1.2古建筑测绘

古建筑测绘是将测绘学直接应用于文化遗产保护领域,对建筑遗产进行记录、监测和保护。在古建筑保护中,对保护对象进行完整的测绘并存档,为日后的修复和重建提供参考依据是最基本的工作任务。传统的古建筑测绘所用到的测量工具是垂球、直尺和角尺等,最终获取的数据多用图纸和文字记录,对古建筑的现状和尺寸表达不准确,也容易出现遗漏,对后期的工作产生不利影响,造成资源的浪费。 2古建筑测绘中三维激光扫描仪应用的误区 2.1对三维激光扫描仪的精度认识存在误区 误差和错误不同,错误可以避免而误差是不可避免的。在多数情况下,物体的真实值无法知道,测量只是对某个量真值的描述,即使多次重复测量的平均值也只是接近真值。而精度和误差又是两个不同的概念,精度是在测量中误差分布的程度,即为概率;误差是测量值和真实值的差异。测量的精度高仅说明测量中误差分布的大小较为集中,并不是测量的误差值。在古建筑测绘中,数据的获取和二维线划图的精度,不仅受扫描仪精度的影响,点捕捉的误差、点云的厚度的因素也会对其造成影响。因此,在应用三维激光扫描仪进行古建筑测绘时,不能过分相信仪器的精度,应当对误差产生的来源进行细致的分析,从而确定结果的实际精度。

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坐标、反射率、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,为后续的内业处理、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,国内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

三维激光扫描在影视业中的应用

三维激光扫描技术在影视业应用 平面扫描仪只能将平面图片信息数字化,摄像机只能拍摄物体某 侧面的信息,而三维激光扫描仪则克服了这些传统技术的局限性,能够对立体实物进行扫描,解决了将立体彩色世界的信息数字化并输入计算机这一瓶颈问题,实现“真实物体捕捉”及建模重现。 、影视特技制作 电影特技指的是利用特殊的拍摄制作技巧完成特殊效果的电影画面。数字电影特技在制作电影影像时,可以把形成影像的内容、场景、动作分开单独拍摄下来,以构成影像素材,然后把影像素材有机地、按照人的意志随心所欲的复合在一起,也可以把虚拟的内容复合在一 起,形成一个天衣无缝如同单一镜头拍摄下来的电影影像。三维激光扫描技术在电影特技制作方面,有着广泛的应用。激光扫描的速度和精度可以在几分钟内采集高清、高精度的环境、场景、物体和人物的三维数据。演员、场景、道具等由扫描实物建立计算机三维模型后, 许多危险的镜头只需要在计算机前操作鼠标就可以完成, 度快、 而且制作速效果好。随着扫描技术和计算机图形图像技术的飞速发展,计算 机影视特技技术越来越广泛地应用于影视、广告业,给人们带来了全新的视觉感受,实现了过去无法想像的特技效果,已经成为高质量影视、广告制作中不可缺少的手段。按照电影的类型和风格可使用不同的特殊效果技法,大体分类如下: 1.虚拟特殊化妆

通过运用三维扫描、特殊的材料、高超的制作工艺和逼真的表面处理等塑形方法,改变演员原有的外貌,制作出效果真实而生动的人物造型。例如《阿凡达》,让主演们在专门摄影镜头前进行3D头部 扫描和表演捕捉,然后将其输入数据库运用最先进的计算机生成影像 技术把拍摄的人物头像转化成虚拟图像模型,以配合VFX技术做出各 种特效变化,最终把观众带到一个真实感十足的东方魔幻世界。 十 图:影片《阿凡达》 \ y 52 图:电影《霍比特人》咕噜姆扮演者安迪-瑟金斯

三维扫描技术

3D扫描仪 InSpeck 3D Mega Capturor DF InSpeck 3D Capturor DF 扫描仪类型: ? InSpeck 3D MEGA Capturor II单镜头三维扫描仪(SF或LF选择其一) InSpeck的创新的解决方案, 将真实的人物, 衣服甚至是任何形状的物品转换成高质量的3D模型。 ? InSpeck 3D MEGA Capturor DF双镜头三维扫描仪(SF和LF同时拥有自由切换)InSpeck对人体的高质量数字模型化设计了3D-DF系统(DF: Dual Field双域/双场)。 可组成系统类型: ? InSpeck 3D MEGA HALF Body全身三维扫描系统 3D FALF Body面对捕获人体半身的范围而设计。 ? InSpeck 3D MEGA FULL Body全身三维扫描系统 3D Full Body面对捕获人体全身的范围而设计。 ? InSpeck Multi Head System 这一系统由至少两个InSpeck 3D 扫描仪系统组成,这些扫描仪可以协同工作,在极短时间内捕捉到非常精确的三维模型。工作时所有扫描仪由一台计算机控制,从不同视角同时捕捉三维模型。 配套软件: ? InSpeck 3D FAPS 软件 配置扫描系统,调节扫描仪参数,获取扫描数据。和系统捆绑免费提供。 ? InSpeck 3D EM 软件

当3D数据被获取之后,可以在InSpeck的软件InSpeck EM中编辑。这个软件不但可以创建一个完整的3D模型而且可以提供多种调节和编辑的功能。比如重塑/塌陷多边形,编辑材质(2D/3D) 并且可以导出成多种3D文件格式,让大部分3D软件都可以读取并修改。比如Softimage、3D Studio MAX、MAYA、NURBS建模,子表面和变形工具等功能可以帮助加速产品化的流程。 3D 数字模型化产品市场上,不是很多公司都可以同时提供专业的软件和硬件设备,他们一般都只注重软件或者只注重硬件。然而InSpeck却可以把两方面都做的很好。因为软件和硬件都是由InSpeck开发,所以有最佳的兼容性。InSpeck EM可以直接导入InSpeck的扫描仪获得的数据,也可以导入OBJ文件格式。由于使用了EM,我们可以将很复杂的模型缝合(比如用多视角扫描下来的多个部分)。 数字卷选项 小场大场 电磁软件 建立完整的三维模型(360 ° )。 InSpeck电磁软件-线框

三维扫描测量技术服务

三维激光扫描技术起源于上个世纪九十年代,到如今已经经历了几十年的发展,在各领域的测量、测绘工作中起着举足轻重的坐用,得到大家的普遍关注。那么三维扫描测量测绘的工作原理是什么,该项服务技术可以为哪些领域提供帮助,对于服务需求者来说又该怎么选择方案商出具专业的扫描方案呢?下面一一为大家解答。 三维扫描测量技术是利用激光测距的原理,通过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。 由于其具有快速性,不接触性,实时、动态、主动性,高密度、高精度,数字化、自动化等特性,其应用引起测量技术的又一次革命。在国民经济很多领域都可以看到三维激光扫描系统的身影。下面我们

就来看一下三维扫描测量技术都可以为哪些领域服务。 (1)工业中的检测、逆向设计 传统的生产方式是通过测量和数据采集,通过CAD软件进行设计和重新制作。生产者耗时,费力的同时,不一定得到满意的部件。就是采用接触式的传统测量方式,例如三坐标打点,专用的夹具检具等,检测效率也很低下,测量过程中很可能会对零件造成不必要的二次伤害而且存在较多死角。采用非接触式的三维光学扫描仪,在不对扫描工件造成磨损破坏的前提下提供可靠真实的三维数据。通过软件可以根据扫描的数据获取关键的尺寸,快速地制造出模型。在最短的周期里,帮助工程师们完成生产。相比于传统制造方法,可以明显减少生产周期,大大提高生产效率。以机械制造公司为例:他们可以通过直接利用CAD数据,在几乎一夜之间生产出复杂的部件。 定制化及二次开发 由于在工业设计中经常需要满足客户的个性化需求,生产制造出特定的部件,而产品的开发和迭代革新也成为机械生产加工中面临的

三维激光扫描技术及其应用探讨

三维激光扫描技术及其应用探讨 三维激光扫描技术及其应用探讨 三维激光扫描技术是对激光测距技等原理进行利用并以此获得数据的一种新型技术,下面是小编搜集整理的一篇探究三维激光扫描技术应用的论文范文,欢迎阅读查看。 本文首先对三维激光扫描技术的理论、系统组成、工作原理进行分析,对三维激光扫描技术的特点进行总结,对三维激光扫描流程进行探讨,并对三维激光扫描技术的应用进行研究。 三维激光扫描;应用;测量 引言 三维激光扫描技术是对激光测距技等原理进行利用并以此获得数据的一种新型技术,广泛应用于变形监测、工程测量、地形测量、断面和体积测量等领域,具有一些优势,包括无需合作目标、精度较高、密度较高、效率较高以及全数字特征等。三维激光扫描技术能够真实描述扫描对象的整体结构,以及形态特性,能够迅速准确的生成三维数据模型,防止基于点数据的分析方法导致的片面性。把三维激光扫描技术和控制策略相互结合在一起,能够得到扫描目标的坐标。本文对有关三维激光扫描技术及其应用进行分析和探讨,不足之处,敬请指正。 1 三维激光扫描技术 三维激光扫描技术选用的是非接触式高速激光测量的方法,对相关物体几何数据及影音资料进行获取,最后利用后处理软件对数据进行处理和分析,转换成具有坐标系的三维空间

坐标及模型,并能够用多种数据格式输出,满足空间数据库的数据源,以及三维激光扫描技术的不同应用需求。 1.1 系统组成 (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。 1.2 工作原理 三维激光扫描技术利用设备内部的激光脉冲发射器,向相关目标物体发射一束激光脉冲,通过反光镜旋转,发射出的激光脉冲扫描目标,信号接收器接收反射回来的激光脉冲,对相关数据进行记录,包括每个激光脉冲从发射到被测物表面,然后返回设备所经过的时间,以此获取目标到扫描中心的距离,除此之外扫描控制模块对每一个激光脉冲的水平扫描角α和竖向扫描角β进行控制,最后经过后处理软件自动解算,得出目标的相对三维坐标,也就是云点,经过转换后,在绝对坐标系中表现为三维空间位置坐标或者模型。 1.3 三维激光扫描技术的特点 三维激光扫描技术的特点,可以总结为高精度、高速度、高分辨率、非接触式以及优良的兼容性等优势,甚至称之为测绘领域继GPS技术之后的一次具有影响力的技术革命。利用和传统测量技术进行对比,包括全站仪、近景摄影测量以及航空摄影测量等,具体而言具有以下特点: (1)非接触式 三维激光扫描技术是一种非接触式的高速激光测量手段,无需布置反射棱镜,直接扫描目标体即可,通过对目标体表面云点的三维坐标数据进行采集。假如被测目标处于环境恶劣、人员甚至无法到达现场的情况,常规测量技术无法胜任此项任务,那么三维激光扫描技术的优势就被凸显出来。 (2)数字化程度较高、可扩展性 三维激光扫描技术所获取的数据均为数字信号数据,具有较高的数字程度,处理起来较为简便,可以便利的用于数据的分析、输出以及显示,后处理软件人机友好的用户界面,可

三维扫描技术运用于哪些方面

三维扫描技术因为具备扫描速度快、精度高、测量点全面、单次测量范围大、便携可操作性强等特点,被应用在诸多领域,给需要进行三维扫描工作的各行各业带来了极大的便利。下面我们就一起来了解一下什么是三维扫描技术,它在哪些方面有了比较成熟的应用,以及怎么选择专业的三维扫描方案。 三维扫描是指集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术,主要用于对物体空间外形和结构及色彩进行扫描,以获得物体表面的空间坐标。它的重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号,为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。三维扫描技术能实现非接触测量,且具有速度快、精度高的优点。而且其测量结果能直接与多种软件接口,这使它在CAD、CAM、CIMS等技术应用日益普及的今天很受欢迎。

三维扫描技术的应用主要有以下几个方面: 1、测绘工程领域:大坝和电站基础地形测量、公路测绘,铁路测绘,河道测绘,桥梁、建筑物地基等测绘、隧道的检测及变形监测、大坝的变形监测、隧道地下工程结构、测量矿山及体积计算。 2、结构测量方面:桥梁改扩建工程、桥梁结构测量、结构检测、监测、几何尺寸测量、空间位置冲突测量、空间面积、体积测量、三维高保真建模、海上平台、测量造船厂、电厂、化工厂等大型工业企业内部设备的测量;管道、线路测量、各类机械制造安装。 3、建筑、古迹测量方面:建筑物内部及外观的测量保真、古迹(古建筑、雕像等)的保护测量、文物修复,古建筑测量、资料保存等古迹保护,遗址测绘,赝品成像,现场虚拟模型,现场保护性影像记录。 4、紧急服务业:反恐怖主义,陆地侦察和攻击测绘,监视,移动侦察,灾害估计,交通事故正射图,犯罪现场正射图,森林火灾监控,滑坡泥石流预警,灾害预警和现场监测。

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