三维激光扫描仪分类及原理

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三维激光扫描分类及工作步骤

三维激光扫描分类及工作步骤

一、地面激光扫描系统1、概述地面激光扫描仪系统类似于传统测量中的全站仪,它由一个激光扫描仪和一个内置或外置的数码相机,以及软件控制系统组成。

二者的不同之处在于激光扫描仪采集的不是离散的单点三维坐标,而是一系列的“点云”数据。

这些点云数据可以直接用来进行三维建模,而数码相机的功能就是提供对应模型的纹理信息。

2、工作原理三维激光扫描仪发射器发出一个激光脉冲信号,经物体表面漫反射后,沿几乎相同的路径反向传回到接收器,可以计算日标点P与扫描仪距离S,控制编码器同步测量每个激光脉冲横向扫描角度观测值α和纵向扫描角度观测值β。

三维激光扫描测量一般为仪器自定义坐标系。

X轴在横向扫描面内,Y轴在横向扫描面内与X轴垂直,Z轴与横向扫描面垂直。

获得P的坐标。

进而转换成绝对坐标系中的三维空间位置坐标或三维模型。

3、作业流程整个系统由地面三维激光扫描仪、数码相机、后处理软件、电源以及附属设备构成,它采用非接触式高速激光测量方式,获取地形或者复杂物体的几何图形数据和影像数据。

最终由后处理软件对采集的点云数据和影像数据进行处理转换成绝对坐标系中的空间位置坐标或模型,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应用的需要。

(1)、数据获取利用软件平台控制三维激光扫描仪对特定的实体和反射参照点进行扫描,尽可能多的获取实体相关信息。

三维激光扫描仪最终获取的是空间实体的几何位置信息,点云的发射密度值,以及内置或外置相机获取的影像信息。

这些原始数据一并存储在特定的工程文件中。

其中选择的反射参照点都具有高反射特性,它的布设可以根据不同的应用目的和需要选择不同的数量和型号,通常两幅重叠扫描中应有四到五个反射参照点。

(2)、数据处理1) 数据预处理数据获取完毕之后的第一步就是对获取的点云数据和影像数据进行预处理,应用过滤算法剔除原始点云中的错误点和含有粗差的点。

对点云数据进行识别分类,对扫描获取的图像进行几何纠正。

2)数据拼接匹配一个完整的实体用一幅扫描往往是不能完整的反映实体信息的,这需要我们在不同的位置对它进行多幅扫描,这样就会引起多幅扫描结果之间的拼接匹配问题。

三维激光扫描仪分类及原理

三维激光扫描仪分类及原理

三维激光扫描仪分类及原理三维激光扫描仪是一种可实现对物体进行非接触式三维测量的设备。

它利用激光测距原理,通过发送激光束并接收反射的激光束来测量目标物体的三维点云数据。

根据不同的工作原理和应用领域,可以将三维激光扫描仪分为以下几类。

1.结构光三维激光扫描仪结构光三维激光扫描仪是利用投射一系列具有特定空间编码的结构光条纹,通过测量物体表面上结构光的形变来实现三维测量。

具体工作原理是,通过投射特定编码的结构光,经过物体表面的反射后,利用相机来捕捉结构光图案,再通过图像处理和计算,可以重建出物体表面的三维点云数据。

结构光三维扫描技术具有测量速度快、分辨率高等优点,并广泛应用于工业测量、三维建模、虚拟现实等领域。

2.相位测量三维激光扫描仪相位测量三维激光扫描仪通过测量目标物体表面的激光束相位差,实现精确的三维测量。

具体工作原理是,激光器发射激光束,经过物体表面反射后,激光束的相位发生变化。

通过将激光束分为参考光和测试光,通过调整参考光的相位差,再通过相位差与测试光的相位差之间的比较,可以得到物体表面的相位差,从而获取物体表面的三维点云数据。

相位测量三维激光扫描仪具有测量精度高、测量范围大等优点,并广泛应用于制造业、建筑、文化遗产保护等领域。

3.时间飞行三维激光扫描仪时间飞行三维激光扫描仪是通过测量激光束从发射到接收的时间差来获得物体表面的三维信息。

具体工作原理是,激光器发射激光脉冲,经过物体表面反射后,再被接收器接收。

通过测量从发射到接收的时间差,再结合光的速度,可以计算出物体表面到激光扫描仪的距离,从而获取物体表面的三维点云数据。

时间飞行三维激光扫描仪具有测量范围大、适用于室外环境等特点,并广泛应用于土地测量、地形测量、建筑测量等领域。

4.轮廓扫描三维激光扫描仪轮廓扫描三维激光扫描仪是通过测量激光束在物体表面上的轮廓变化来实现三维测量的一种方式。

具体工作原理是,激光束在物体表面上进行扫描,通过检测激光束与物体表面的交点,从而获得物体表面的轮廓点云数据。

3d激光扫描仪原理

3d激光扫描仪原理

3d激光扫描仪原理3D激光扫描仪是一种先进的测量技术,通过激光光源产生的测量光束,以非接触方式扫描目标物体,获取其表面形貌和几何特征,并将其转化为数字化的三维模型。

这种高精度的测量方法广泛应用于工业制造、文化遗产保护、医疗诊断等领域。

激光扫描仪的工作原理可分为两步:扫描和测量。

首先,激光扫描仪会发射一束高频脉冲激光光束,该光束将在目标物体表面产生反射,并被扫描仪接收。

接着,扫描仪会根据接收到的反射光强度和时间信息,计算出光束与目标物体表面的距离差异,从而测量出目标物体表面点的三维坐标。

激光测量的原理主要依赖于激光雷达(Lidar)技术。

当激光光束发射到目标物体表面时,通过光的散射、反射等物理现象,部分激光光束会被目标表面返回,再经过激光扫描仪光电探测器接收。

激光扫描仪能够测量出接收到的激光光束的时间和光强差异,进而计算出目标表面的距离值。

整个扫描过程需要扫描仪以高速旋转或移动的方式来完成。

同时,激光扫描仪还需采用大量的数学算法和信号处理技术来对接收到的数据进行分析和处理,以生成高精度的三维模型。

在实际应用中,激光扫描仪常用于三维建模、品质检测、机器人导航等领域。

例如,在工业制造中,激光扫描仪可以帮助生产商快速获取产品表面的形貌数据,并与设计模型进行比对,以确保产品质量。

在文化遗产保护方面,激光扫描仪可以在不接触物体的情况下,快速、精确地记录建筑物、雕塑等文物的三维信息,为文物保护和修复提供有力的支持。

在医疗诊断方面,激光扫描仪可用于制作个性化假肢、义齿等医疗器械,提高适配性和舒适度。

总结起来,3D激光扫描仪基于激光雷达技术,通过高频脉冲激光光束和光电探测器的配合,实现对目标物体表面的三维测量。

其在细节捕捉、精确度和高效性方面具有明显优势,已在多个领域得到广泛应用。

3D扫描仪的原理及应用

3D扫描仪的原理及应用

3D扫描仪的原理及应用1. 介绍3D扫描仪是一种能够获取物体表面信息并将其转化为三维模型的设备。

它通过激光、摄像头或其他传感器来捕捉物体的几何形状和纹理信息,然后将其转化为数字化的三维数据。

这种技术具有广泛的应用领域,包括工业设计、医疗、文化遗产保护等。

2. 原理3D扫描仪的工作原理主要分为三步:扫描、点云处理和三维重建。

2.1 扫描使用激光、结构光或其他传感器来扫描物体表面。

激光扫描仪利用激光束照射物体表面,并通过相机来记录激光点的位置。

结构光扫描仪则利用投射特殊光源的光斑在物体表面形成特定的纹理图案,并通过相机来记录图案的形变。

传感器等扫描设备会记录物体表面的各种信息。

2.2 点云处理将扫描得到的数据转化为点云。

点云是一种由大量离散点构成的数据结构,每个点都包含了物体表面的坐标信息。

点云处理的目标是去除噪音、滤波和对点云进行精细化处理。

2.3 三维重建将点云数据转化为三维模型。

三维重建的方法有很多种,包括基于体素的方法、基于曲面重建的方法等。

这些方法可以将点云数据转化为平滑的三维表面模型,以供后续应用使用。

3. 应用3D扫描仪具有广泛的应用领域,以下是常见的应用领域。

3.1 工业设计在工业设计中,3D扫描仪可以用来获取现有产品的几何形状和纹理信息,以便进行产品改进、模型重建和快速原型制作等工作。

它可以提高设计师的工作效率,并减少产品开发的时间和成本。

3.2 艺术品复制在艺术品复制领域,3D扫描仪可以用来获取艺术品的几何形状和纹理信息,然后通过三维打印技术来复制艺术品。

这种技术可以用来保存文化遗产,保护珍贵艺术品,并可以使更多的人享受到艺术品的乐趣。

3.3 医疗在医疗领域,3D扫描仪可以用来获取患者的身体部位的几何形状和纹理信息。

这种技术可以用于手术模拟、个性化医疗器械的设计制造以及假肢的制作等方面。

它能够提升医生的诊断和治疗效果,为患者提供更好的医疗体验。

3.4 文化遗产保护3D扫描仪可以用来对文化遗产进行数字化保护。

三维激光扫描仪都有哪些种类

三维激光扫描仪都有哪些种类

顾名思义,扫描仪就是用来对物体进行扫描的工具,通过扫描我们可以得到物体的成像。

但是其他产品和工具一样,扫描仪的种类也是多样的,并且不同种类的扫描仪特点和优势也各不相同。

今天我们就一起来了解一下在扫描领域比较先进的三维激光扫描仪。

下面将从不同类型的三维激光扫描仪有哪些特点和优势给大家进行简单的介绍。

三维激光扫描仪按照扫描成像方式的不同,激光扫描仪可分为一维(单点)扫描仪、二维(线列)扫描仪和三维(面列)扫描仪。

而按照不同工作原理来分类,可分为脉冲测距法(亦称时间差测量法)和三角测量法。

1、脉冲测距法:激光扫描仪由激光发射体向物体在时间t1发送一束激光,由于物体表面可以反射激光,所以扫描仪的接收器会在时间t2接收到反射激光。

由光速c,时间t1,t2算出扫描仪与物体之间的距离d=(t2-t1)c/2。

脉冲测距式3D激光扫描仪,其测量精度受到扫描仪系统准确地量测时间的限制。

当用该方式测量近距离物体的时候,由于时间太短,就会产生很大误差。

所以该方法比较适合测量远距离物体,如地形扫描,但是不适合于近景扫描。

2、三角测距法:用一束激光以某一角度聚焦在被测物体表面,然后从另一角度对物体表面上的激光光斑进行成像,物体表面激光照射点的位置高度不同,所接受散射或反射光线的角度也不同,用CCD (图像传感器)光电探测器测出光斑像的位置,就可以计算出主光线的角度θ。

然后结合己知激光光源与CCD 之间的基线长度d,经由三角形几何关系推求扫描仪与物体之间的距L≈dtanθ。

手持激光扫描仪通过上述的三角形测距法建构出3D图形:通过手持式设备,对待测物发射出激光光点或线性激光。

以两个或两个以上的侦测器测量待测物的表面到手持激光产品的距离,通常还需要借助特定参考点-通常是具黏性、可反射的贴片-用来当作三维扫描仪在空间中定位及校准使用。

这些扫描仪获得的数据,会被导入电脑中,并由软件转换成3D模型。

3、三角测量法的特点:结构简单、测量距离大、抗干扰、测量点小(几十微米)、测量准确度高。

三维激光测量仪分类及原理

三维激光测量仪分类及原理

三维激光测量仪分类及原理一、引言三维激光测量仪是一种广泛应用于科学研究、工业制造和建筑工程等领域的测量设备。

本文将介绍三维激光测量仪的分类及其原理。

二、分类三维激光测量仪可根据其工作原理和应用领域进行分类。

以下是几种常见的分类方式:1. 基于扫描原理的分类:- 全站仪:通过旋转激光器和接收器的组合,实现对目标区域的全方位测量。

- 激光雷达:利用激光束对目标进行扫描,通过测量返回激光脉冲的时间和强度来获取目标的距离、位置和形状等信息。

- 光干涉仪:利用干涉原理,通过测量光波的相位差来获得目标的三维信息。

2. 基于工作领域的分类:- 科学研究:用于地质勘探、气候变化研究等领域的精密测量。

- 工业制造:应用于零件尺寸检查、表面质量评估等工业生产过程中的测量和检测。

- 建筑工程:用于建筑物的框架测量、变形监测等建筑工程中的测量任务。

三、原理三维激光测量仪的工作原理基于激光束的发射和接收。

其主要原理如下:1. 发射激光束:激光器发射一束准直且稳定的激光光束。

2. 激光束的传播:激光光束通过透镜、反射镜等光学元件进行传播,并照射到目标物体上。

3. 目标物体的反射:激光束照射到目标物体后,发生反射。

4. 接收反射光:激光接收器接收到目标物体反射的激光光束。

5. 处理反射光:通过对接收到的反射光进行处理,测量反射光的时间、强度等参数。

6. 数据处理:根据接收到的反射光数据计算目标物体的距离、位置和形状等三维信息。

三维激光测量仪的原理简单且可靠,使其成为许多领域中广泛使用的测量设备。

四、结论本文介绍了三维激光测量仪的分类及其基本原理。

通过了解三维激光测量仪的不同分类和工作原理,可以更好地选择适合特定应用的测量设备。

Note: This response is provided based on general knowledge and understanding. Please make sure to review and modify it as needed to fit your specific requirements.。

三维激光扫描仪原理

三维激光扫描仪原理

三维激光扫描仪原理
三维激光扫描仪原理
一、三维激光扫描仪的定义
三维激光扫描仪,也称三维激光雷达,是一种以光学技术为主,通过利用激光散射进行测量和图像处理技术,准确测量运动或静态物体的形状、尺寸及其他特性的设备。

二、三维激光扫描仪运行原理
1.激光脉冲发射:通过激光头发射准确、高脉冲能量的激光脉冲,强激光脉冲扩散洒射到目标物体上,对其表面形状反射回激光的多个点进行测量。

2.激光散射测量:激光脉冲扩散到目标物体表面之后,会有一定的反射量传回激光探测器,通过激光探测器和控制系统,可以获得目标物体距离传感器的距离,实现目标物体表面形状的量化测量。

3.数据采集:将激光探测器获取的数据传送到控制电路,经过精确的单元操作,将数据分析成表面形状的某种空间量化模型,实现对目标物体形状形式表示和记录的数据采集处理。

4.三维模型重建:将控制系统接收的数据进行处理,利用重建算法求解出三维模型,实现对目标物体的三维重建,最终得到该物体的中心坐标、尺寸及其他特性。

三、三维激光扫描仪的应用
1. 工业自动化:三维激光扫描仪往往用于检测工件的准确性和合格性,并帮助开发过程中的可视化和实验测试。

2. 无人机导航:由于三维激光扫描仪拥有高精度、宽范围和极低空间要求,因此可以用于无人机技术,帮助无人机在环境比较复杂的情况下以最优路径进行导航。

3. 在医学领域:激光扫描技术可以用来诊断机器中的结构变化,检测微小的细胞变化并执行仪器检测,诊断某些特定疾病以及重建软组织模型。

4. 其他应用:三维激光扫描技术还可以在船舶自动驾驶、飞行飞机的检验维修、地质勘查领域及重建历史文物方面得到广泛应用。

三维激光扫描仪原理

三维激光扫描仪原理

三维激光扫描仪原理
三维激光扫描仪是一种利用激光技术对物体进行三维扫描的设备,它能够快速、精确地获取物体表面的三维形状信息,被广泛应用于工业设计、文物保护、医学影像等领域。

其原理主要包括激光发射、光束聚焦、光斑定位、数据采集和数据处理等环节。

首先,激光扫描仪通过激光器发射一束单色、准直的激光光束,然后利用光学
系统对激光光束进行聚焦,使其成为一束细小的光斑。

这个过程需要确保激光的稳定性和光斑的清晰度,以保证后续扫描的准确性和精度。

接着,光斑被照射到待扫描物体的表面,光斑在物体表面投射出一个二维的图像,激光扫描仪通过控制光斑的移动和旋转,可以扫描整个物体表面,并且在扫描的同时记录下光斑的位置信息。

这个过程需要激光扫描仪具备高速、高精度的运动控制系统,以确保光斑的定位和扫描的连续性。

随后,激光扫描仪将记录下的光斑位置信息转化为数字信号,并通过高速数据
采集系统进行采集和存储。

在数据采集过程中,需要考虑信噪比、采样率、数据传输速度等因素,以保证采集到的数据具有足够的准确性和完整性。

最后,激光扫描仪利用数据处理软件对采集到的数据进行处理和重建,通过三
维重建算法将二维的光斑图像转化为物体表面的三维点云数据,然后根据点云数据生成三维模型。

在数据处理的过程中,需要考虑数据配准、滤波、拼接、曲面重建等算法,以获取高质量的三维模型数据。

综上所述,三维激光扫描仪通过激光发射、光束聚焦、光斑定位、数据采集和
数据处理等环节,实现了对物体表面的快速、精确扫描,为工业设计、文物保护、医学影像等领域的应用提供了重要的技术支持。

随着激光技术的不断发展和进步,相信三维激光扫描仪在未来会有更广阔的应用前景。

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三维激光扫描仪分类及原理地面三维激光扫描技术的出现是以三维激光扫描仪的诞生为代表,有人称“三维激光扫描系统”是继GPS (Global Position System)技术以来测绘领域的又一次技术革命。

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,又称为“实景复制技术”,是继GPS空间定位技术后的又一项测绘技术革新,将使测绘数据的获取方法、服务能力与水平、数据处理方法等进入新的发展阶段。

传统的大地测量方法,如三角测量方法,GPS测量都是基于点的测量,而三维激光扫描是基于面的数据采集方式。

三维激光扫描获得的原始数据为点云数据。

点云数据是大量扫描离散点的结合。

三维激光扫描的主要特点是实时性、主动性、适应性好。

三维激光扫描数据经过简单的处理就可以直接使用,无需复杂的费时费力的数据后处理;且无需和被测物体接触,可以在很多复杂环境下应用;并且可以和GPS等集合起来实现更强、更多的应用。

三维激光扫描技术作为目前发展迅猛的新技术,必定会在诸多领域得到更深入和广泛的应用。

对空间信息进行可视化表达,即进行三维建模,通常有两类方法:基于图像的方法和基于几何的方法。

基于图像的方法是通过照片或图片来建立模型,其数据来源是数码相机。

而基于几何的方法是利用三维激光扫描仪获取深度数据来建立三维模型,这种方法含有被测场景比较精确的几何信息。

三维激光扫描仪的分类:三维激光扫描仪按照扫描平台的不同可以分为: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可以划分为不同的类型。

通常情况下按照三维激光扫描仪的有效扫描距离进行分类,可分为:(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0. 6~1. 2 m,通常这类扫描仪适合用于小型模具的量测,不仅扫描速度快且精度较高,可以多达三十万个点精度至±0.018 mm。

例如:美能达公司出品的VIVID 910高精度三维激光扫描仪,手持式三维数据扫描仪FastScan等等,都属于这类扫描仪。

(2)中距离激光扫描仪:最长扫描距离小于30 m的三维激光扫描仪属于中距离三维激光扫描仪,其多用于大型模具或室内空间的测量。

(3)长距离激光扫描仪:扫描距离大于30m的三维激光扫描仪属于长距离三维激光扫描仪,其主要应用于建筑物、矿山、大坝、大型土木工程等的测量。

例如:奥地利Riegl公司出品的LMS Z420i三维激光扫描仪和加拿大Cyra技术有限责任公司出品的Cyrax 2500激光扫描仪等,属于这类扫描仪。

(4)航空激光扫描仪:最长扫描距离通常大于1公里,并且需要配备精确的导航定位系统,其可用于大范围地形的扫描测量。

之所以这样进行分类,是因为激光测量的有效距离是三维激光扫描仪应用范围的重要条件,特别是针对大型地物或场景的观测,或是无法接近的地物等等,这些都必须考虑到扫描仪的实际测量距离。

此外,被测物距离越远,地物观测的精度就相对较差。

因此,要保证扫描数据的精度,就必须在相应类型扫描仪所规定的标准范围内使用。

三维激光扫描仪工作原理: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。

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,那么则可以求得每一个扫描点的三维坐标。

以Riegl LMS -Z420i三维激光扫描仪为例,该扫描仪是以反射镜进行垂直方向扫描,水平方向则以伺服马达转动仪器来完成水平360度扫描,从而获取三维点云数据。

地面型三维激光扫描系统工作原理:三维激光扫描仪发射器发出一个激光脉冲信号,经物体表面漫反射后,沿几乎相同的路径反向传回到接收器,可以计算日标点P与扫描仪距离S,控制编码器同步测量每个激光脉冲横向扫描角度观测值α和纵向扫描角度观测值β。

三维激光扫描测量一般为仪器自定义坐标系。

X 轴在横向扫描面内,Y轴在横向扫描面内与X轴垂直,Z轴与横向扫描面垂直。

获得P的坐标。

图1 扫描点坐标计算原理cos cos P X S βα=cos sin P Y S βα=(1) cos P Z S β=图2 地面激光扫描仪测量的基本原理整个系统由地面三维激光扫描仪、数码相机、后处理软件、电源以及附属设备构成,它采用非接触式高速激光测量方式,获取地形或者复杂物体的几何图形数据和影像数据。

最终由后处理软件对采集的点云数据和影像数据进行处理转换成绝对坐标系中的空间位置坐标或模型,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应用的需要。

图3 地面激光扫描仪系统组成与坐标系目前阶段,需要通过两种类型的软件才能使三维激光扫描仪发挥其功能:一类是扫描仪的控制软件;另一类是数据处理软件。

前者通常是扫描仪随机附带的操作软件,既可以用于获取数据,也可以对数据进行相应处理,如Riegi扫描仪附带的软件RiSCAN Pro;而后者多为第三方厂商提供,主要用于数据处理。

Optech 三维激光扫描仪所用数据处理软件为Polyworks 10.0。

三维建模的步骤:三维激光扫描系统采集的数据为点云数据,点云数据处理一般包含下面几个步骤:噪声去除、多视对齐、数据精简、曲面重构。

噪声去除指除去点云数据中扫描对象之外的数据。

在扫描过程中,由于某些环境因素的影响,比如移动的车辆、行人及树木等,也会被扫描仪采集。

这些数据在后处理就要删除。

多视对齐其指由于被测件过大或形状复杂,扫描时往往不能一次测出所有数据,而需要从不同位置、多视角进行多次扫描,这些点云就需要对齐、拼接称为多视对齐。

点云对齐、拼接可以通过在物体表面布设同名控制点来实现。

多视对齐的实质是计算满足如下目标函数的旋转和平移变换矩阵R ,T :2(,)min []i if R T R p T q =•+-∑ (2) 其中,p i ,q i 为需对齐的点云,上式是一个高度非线性问题。

点云对齐的研究主要集中于寻求该问题的快速有效的求解方法。

其中最著名的是Basl 和Mokay 于1992年提出的ICP 算法。

点云的数据精简指的是由于点云数据是海量数据,在不影响曲面重构和保持一定精度的情况下需要对数据进行精简。

常用的精简方法可采用下列方式:平均精简——原点云中每n 个点保留1个;按距离精简——删除一些点后使保留的点云中点与点间的距离均大于某值。

为了真实地还原扫描日标的本来面日,需要将扫描数据用准确的曲面表示出来,这个过程叫曲面重构。

曲面常见表示种类有:三角形网格,细分曲面,明确的函数表示,暗含的函数表示,参数曲面,张量积B 样条曲面,NURBS 曲面,曲化的面片等。

经过曲面重构后,就可以进行三维建模,还原扫描日标的本来面日。

点云数据处理步骤基本完成,可以应用点云数据来解决问题。

三维激光扫描技术应用领域:最近几年,三维激光扫描技术不断发展并日渐成熟,目前三维扫描设备也逐渐商业化,三维激光扫描仪的巨大优势就在于可以快速扫描被测物体,不需反射棱镜即可直接获得高精度的扫描点云数据。

这样一来可以高效地对真实世界进行三维建模和虚拟重现。

因此,其已经成为当前研究的热点之一,并在文物数字化保护、土木工程、工业测量、自然灾害调查、数字城市地形可视化、城乡规划等领域有广泛的应用。

(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,核泄露监测。

(5)娱乐业:用于电影产品的设计,为电影演员和场景进行的设计,3D游戏的开发,虚拟博物馆,虚拟旅游指导,人工成像,场景虚拟,现场虚拟。

2.三维激光扫描技术用于坝体变形监测可行性和优越性传统对大坝体的变形监测都是在堤坝的特征部位埋设变形监测点,在变形影响范围之外埋设测量基准点,定期观测监测标志相对于基准点的变形量。

传统基于点的测量方式,包括GPS测量,特征点的选取直接关系到监测方案是否有效、可靠。

特征点的选取存在很大的人为性,如果特征点选取不当,监测点并不能最大程度地反映变形体的最大变形,甚至可能存在变形方案失效。

同时,监测点的布设数量多少是传统基于点的测量方法中的一个重大瓶颈。

一方面,我们想尽可能多的布设监测点,另一方面,我们又不得不考虑到成本的问题。

三维激光扫描就可以解决传统基于点的测量方式中存在的诸多问题。

一方面,我们对变形体进行全方位的扫描,可以不用人为寻找变形体的特征部位,同时扫描的云数据可以最大的满足我们对监测点数量的需求。

但三维激光扫描仪并不是万能的,不是所有的测量任务都可以用扫描仪来完成。

在新技术的使用过程中,可能还会遇到很多问题,这都需要经过以后的实践予以解决。

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