三维扫描仪的基本原理知识要点

三维扫描仪的工作流程及原理
学习目 标
1，掌握掌握三维激光扫描仪的基 本原理 2，掌握掌握三维激光扫描仪的和 工作流程。
知识要点
一、三维扫描仪的基本原理
三维扫描仪是依靠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，越密集的点云越可以创建更精确 的模型(这个过程称为三维建模或者三维重建)。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 印射(texture mapping)。本节课以三维激光扫描仪为例来介绍三维 扫描仪的工作流程及原理。
知识要点
三维扫描仪工作原理：无论扫描仪的类型如何，三维扫描仪的构 造原理都是相近的。三维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。
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二、工作流程
三维激光扫描仪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。
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三、三维扫描仪工作过程视频
视频
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