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：
仪器为触摸屏操作，点击管理选项，进入管理对话框，
在项目里建好此次扫描的项目文件，并命名。

建好项目文件后点击返航，返回桌面菜单。

点击参数选项进入扫描参数对话框，有几项重要参数需要设置。

首先设置配置文件，即根据扫描的作业情况选室内作业还是室外作业。

返回上一层，进行第二项参数分辨率和质量的选择，这是一个关键的参数，关系到点云数据的精细程度，分辨率和质量越大点云密度约高，扫描就越精细，每站所花费的扫描时间也更长。

一般这个参数根据需要来选。

界面如下：
选好分辨率和质量参数后返回上一层页面，然后进入扫描区域的选择，默认的扫描是全部区域整个一个球形的扫描，但是仪器底部三角架区域是扫描盲区，即扫描区域在垂直方向上为-62.5°到90°，水平区域是0°到360°，特殊情况下可以对该参数做修改，不然就用默认全部区域来做扫描。

返回上一层页面，根据需要选择彩色扫描或者黑白扫描。

选好后返回主界面，进入管理界面，选择传感器里的倾角仪，这时候界面上显示着电子倾角仪，整平仪器使气泡居中。

界面如下：
仪器整平后即可返回主界面，点击开始扫描，扫描时仪器界面显示如下：
扫描的时候仪器与靶球之间，仪器与扫描目标物体之间都不准有人物活动，仪器边上也不能有震动干扰，为了仪器的安全也不能有危险物存在，人必须守在激光安全距离以外以免激光伤到眼睛。

值得注意的是扫描物体不能有镜面反射，在点云数据里镜面反射的物体会呈现黑色，即没有点云数据。

扫描完成后会自动
生成预览，界面如下：
确认数据完整后即可搬动仪器到下一站进行后面的扫描工作，直到完成所有的现场扫描。

2.3 点云数据
扫描仪：扫描使用的是Trimble三维点扫描仪。

Trimble扫描仪针对附近实体进行扫描，产生其三维点数据，数据格式为Trimble自带*.fls
确定扫描位置：为了对整栋房屋进行重建三维，所以布设靶球时应该尽可能的散布在房屋的各个位置，以保证各个实体都能被扫到，由于扫描的数据是相对定向，所以在扫描之前要事先摆放好靶球，而且要保证每次扫描要与其他扫描数据之间至少有3个（最好多一些点）进行平差。

3 内业软件简介
该软件可以快速显示点云数据，包括平面显示和3D立体显示等，也可以基于点云数据进行简单的功能分析，但其每次只能显示一组数据，无法与其他数据配合使用。

3.1 TRIMBLE Scene的组成
菜单栏–包括常规操作命令的所有菜单。

工具栏–提供了一种使用鼠标访问常用菜单功能的快捷而方便的方式。

扫描栏(TRIMBLE Record) –从扫描工具栏可访问配置扫描仪的功能和执行实际扫描的功能。

只有在安装了―扫描仪控制‖插件的情况下，TRIMBLE Record 和TRIMBLE Scene才会提供扫描栏。

状态栏–显示命令的详细信息或上一个已执行命令的响应信息以及扫描点数据。

结构视图–显示工作区布局，包括所有子文件夹和对象。

扫描和对象视图–扫描数据和其他对象的视觉呈现效果。

可在快速视图、局
部平面视图或三维下显示扫描和对象。

视图区中可显示一个或多个视图。

3.2 快速视图
使用快速视图，可以很快获得已扫描区域的概览图。

与其他视图不同，不必加载扫描。

因此，在几秒钟内就可获得扫描的快速视图。

但是，由于快速视图独立于扫描点工作，因此无法访问扫描点。

这意味着无法进行测量或执行对象拟合。

如果已激活快速视图，则还可使用结构视图从一个扫描的快速视图切换到另一个扫描的快速视图。

要完成上述操作，请在结构视图中选择扫描，然后活动的快速视图会自动显示此扫描。

3.3 平面视图
初看起来，平面视图可能显得很奇怪，因为扫描区域似乎有些变形。

铁皮条和支撑物不在一条直线上，而是呈曲线状。

对于平面视图，错误!未找到引用源。

TRIMBLE Scene使用的技术与在地图上表示地球表面使用的技术相同。

同样，在地图上，极点周围的区域似乎被放大了，两座远离的城市之间的航线不是直线而是曲线。

变形的结果导致平面视图只能大致显示与扫描点叠合的其他对象。

如果在平面视图中，扫描的参考球体更像个椭圆体而不是球体，那么当添加的参考对象没有完全覆盖参考球体时，请不要感到奇怪。

因此平面视图无法显示CAD模型；请使用三维视图查看此模型。

平面视图很有用，因为对于某些扫描仪，这是扫描点最自然的显示格式。

许多扫描仪是逐步地处理水平和垂直角度；因此，相应地以横向和纵向显示扫描点很实用。

视图通常从左边界扫描仪记录的第一列开始显示。

在扫描仪的本地坐标系中，此列的水平角度通常为0°后面各列依次向右排开，在圆周扫描中，其水平角度逐
渐递增至360°在最顶行中，将显示达到最大垂直角度的扫描点，例如，+90°的顶点（位于扫描仪的正上方）。

从顶部到底部，垂直角度逐渐递减，在水平线上达到0°，然后变成负值。

可能的最小垂直角度为–90°。

平面视图的工具栏中还有更多按钮，可使用这些按钮来更改比例。

单击缩小按钮可减小比例以便查看更大的区域。

放大按钮可增大比例以便查看更多细节。

任何时候都可查看工具栏中的数字了解比例设置。

100%表示扫描点和像素之间以1:1的比例显示。

也可通过直接在此字段中输入数值来设置任何需要的比例。

此外，还可从可用比例列表中选择所需比例。

要完成此项操作，请单击比例字段旁的箭头，然后单击所需比例。

通过使用滚动条或在导航模式下按住鼠标左键并以所需方向移动扫描点，均可调整视线。

要切换到导航模式，单击按钮；鼠标指针表示其处于导航模式。

移动鼠标时，指针变为。

鼠标移动是基于对象的，即，如果将鼠标移至右边，则对象似乎也从图像中央移至右边界。

此外，也可使用键盘的上、下、左、右箭头键变换视线。

键盘输入是基于观察者的，即，如果按右箭头键，则您的头部似乎转向右边，同时右边界的对象移向图像中央。

3.4 3D立体显示
操作方法：点击工具条―3D‖，或者右击数据->新建视图->三维视图
3D显示中，绿色的小球用于相对定向，为所有扫描仪的位置。

在三维显示下，可以进行简单的平移、旋转、缩放。

通过此功能可以了解该扫描点所覆盖范围以及查看所有扫描位置。

3.5 快捷图标说明
在平面视图中，可选择多个扫描点，然后将某命令应用到此组扫描点。

例如，可在此组扫描点上应用拟合或将它们导出到CAD系统。

所选扫描点显示为黄色。

在所有视图中同时只能存在一个选择，换句话说，如果在一个视图中执行了选择，
则以前处理的视图中的选择会消失。

要选择扫描点，必须从工具栏中选择适当的选择工具：
矩形选择–通过单击并按住鼠标左键先定义矩形的一角来选择矩形区域。

然后拖动鼠标定义矩形的对角。

然后可松开鼠标按钮。

线性选择–通过用鼠标左键先定义线条的起点，从而选择任意形状的扫描点线条。

如果现在松开鼠标按钮，则可将鼠标移至线条的下一点，然后单击固定此点。

将在这两点间自动绘制一个直线连接。

也可按住鼠标键–这样将选中鼠标扫过的所有扫描点。

双击鼠标左键锁定选择。

线性选择的宽度为一个点。

多边形选择–使用与线性选择相同的方法选择任意形状的扫描点区域。

但是，完成选择后，线条将闭合；换句话说，最后固定的点将与起点相接。

选择包含了轮廓内的所有扫描点。

圆形选择–选择圆形的扫描点区域。

通过单击鼠标左键开始选择过程；将显示一个刚设置好半径的圆。

滚动鼠标滚轮可更改半径。

再次单击鼠标左键将选择放到选定位置，并结束选择过程。

多边形边缘选择–使用吻合扫描点中可见边缘的多边形选择任意形状的扫描点区域。

此选择方式与多边形选择类似。

如果到达边缘，即，其中的反射值明显不同的区域，则会沿此边缘自动进行选择。

如果无上述边缘，则绘制直线连接。

如果对此多边形不满意，可通过沿相反方向原路返回撤消多边形的最后部分。

可始终返回前一个固定点。

单击鼠标右键可打开或关闭边缘检测，并可取消此选择。

椭圆形选择–选择一个椭圆形的扫描点区域。

通过在所需椭圆形选择的起点上单击鼠标左键开始选择过程。

将出现带有刚设置长轴起点的椭圆。

滚动鼠标滚轮可更改短轴的长度（即―宽度‖）。

再次单击鼠标左键选择长轴的终点（即―长度‖），并结束选择过程。

如果要选择设置的视线下无法看到的区域，也可在选择过程中切换到导航模式。

只需按control键。

存在不同类型的选择组合，它们决定了将执行的下一选择对已存在的选择所产生的影响。

从工具栏中选择所需组合类型。

新建选择–下一选择会替换现有选择。

添加选择–通过使用此组合模式可将下一选择添加到现有选择。

减去选择–通过使用此组合模式可将下一选择从现有选择中去掉。

相交选择–通过使用此组合模式可保留两个选择的不同部分。

基于观察者的导航–导航时，看起来似乎您正在移动。

例如，将鼠标转向右侧时似乎您在转向右侧，且右侧边界的对象将移至图像中央。

基于对象的导航–导航时，看起来似乎是您原地不动，而对象在移动。

例如，将鼠标转向右侧时似乎整个周围环境都转向右侧，且图像中央的对象将移至右侧边界。

测量距离—在视图中测量两点之间的空间距离。

三维点云查看—点击即可查看已经加载后的三维点云。

3.6 点云数据导出
区域选择工具
可以使用矩形选择工具、直线选择、多边形选择、圆选择等。

并且有新建区域、相加、相减、相交等方式。

操作步骤：根据需要选择合适的方式方法。

然后在平面视图下拖拽出指定区域。

点击右键出现右键菜单，选择导出扫描点。

可以支持多种输出格式。

同样可以根据行列进行数据筛选。

3.7 测量距离
操作步骤点击工具条图标然后选择两点，自动出现距离。

4 内业数据处理流程
4.1 数据整理
当数据采集回来之后需要对数据进行整理，将采集的各工程按文件夹分类存放，并加以文档对其进行说明。

4.2 加载数据
将采集的数据*.fls 文件拖入scene软件
右键工程名，例如：wm.3_scan_000，点击Loaded 即可加载数据，前面打勾而且工程名前有绿色方块为已经加载数据
4.3 选择参考点、面
点击view — Planar view查看平面视图，在图中需找靶球，点击，然后点击靶球，即可选中靶球，如果选中靶球框为绿色说明精度较高，黄色说明精度较低，红色说明靶球精度很低，不可用。

如图：
或者点击可以选中平面，点击一个平面，即可选中，如果选中平面框为绿色说明精度较高，黄色说明精度较低，红色说明靶球精度很低，不可用。

如图：
点击既可以选择立体板首先需要选择板的前面，然后在另一站选择另一面即可创造立体板。

4.4 靶球、面配对拼接
当所有扫描站的靶球、面都选择以后，软件会自动配对靶球
如图，当靶球的球上都带有一个c以后，说明靶球已经配对，并且会自动修改统一的名称如果每站至少有3个球配对以后，就可以判断数据已经拼接。

点击
并加载所有数据查看拼接后的三维点云，如图：如发现点云之间有明显位移错位则需要重新选择靶球，进行再次拼接，之后可以将局部数据导出，在cad中查看具体精度。

4.5 应用彩色点云
当数据都拼接好之后，查看其精度，并确认合格之后，就需要将拍摄的彩色照片应用到黑白点云，使其变成彩色点云。

右键点击工程名operations —color/pictures —apply pictures
等待读条完成即应用彩色完成，打开平面视图进行查看应用情况
4.6 导出点云建立模型
利用（三.内业软件简介—6.点云数据导出）的方法导出dxf格式点云。

1．安装Geomagic Studio 12 将dxf点云拖入。

操作说明：
2．删除不需要的点云数据。

3．点击使用默认参数封装
4．使用多边形中各种软件对模型进行修改处理
5．完成后点击另存为保存为obj格式，便于在3dmax中制作精细模型。

在模型制作软件中加载，制作模型示图：。