三维激光扫描系统
隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
工作参数如下： 扫描头工作频率：旋转速度可达250~300Hz(即扫 描头每秒可旋转250~300转) 螺旋线纵向间距：相邻两条扫描测线纵向间距为 2~5mm
扫描精度：每条扫描线(360°范围)10000激光测 点，2500000~3000000点/秒
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
隧道定期检测目的
• 找出隧道衬砌表面的全部病害； • 准确判断病害是否发展； • 为业主养护提供科学依据和合理建议。
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
养护业主的期望
• 合理的价格； • 全面而准确的查； • 科学而合理的建议
TS3型隧道三维激光扫描系统
理，便于分析数据的正确性，加
快工作进度。 三个同步记录频道：在一次记
录扫描下，TS3能生成一张隧道表
面像片、热影成像图片和断面尺 寸数据图片，允许进行计算机组
合，生成多种不同的分析结果。
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACE活性 TS3隧道扫描仪能安装在任何只要 有足够安放扫描仪和操作平台的空间， 且能提供相应载重能力的运输机车上。 这可以是像小型货车和小客车等公路交 通工具，也可以是任何能描述的轨道车 辆。这使得扫描系统可适用于任何应用， 不管是公路、铁路还是城市轻轨地铁隧 道，也可适用于能源隧道和水工隧道。
德国SPACETEC公司
该检测系统硬件主要由四部分构成：
带电镜驱动和控制器的360度扫描头 两套同步数据采集和存储系统 配套改装运载车辆 辅助测量设备
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
带电镜驱动和控制器的360度扫描头 主要性能：
三维激光扫描系统技术参数
三维激光扫描系统技术参数一．仪器精度:（1）点位精度：3 mm @ 50 m; 6 mm @ 100 m（2）距离精度：1.2 mm + 10 ppm（3）角度精度：8" / 8"（垂直/水平）（4）标靶获取精度:2 mm @ 50 m（5）双轴补偿器:实时机载液态传感器形式的双轴补偿，可选开/关，分辨率1’，补偿范围+/- 5’，补偿精度1.5"二．激光扫描:（6）激光类型:脉冲式,超高速WFD（波形数字化）增强技术,颜色及波长:1550 nm (不可见的) /658 nm (可见的),激光等级1级（符合IEC60825:2014标准)（7）扫描距离,范围:最小距离0.4 m最大范围270 m(34 %反射率)，范围噪音*0.4 mm rms @ 10 m,0.5 mm rms @ 50 m（8）扫描速率：1000000点/秒（9）激光光斑大小：前窗激光光斑直径≤3.5mm（10）数据储存容量：256 GB内置固态硬盘（SSD）或外接USB设备（11）数据传输：千兆以太网，集成WLAN USB 2.0设备（12）机载界面显示：触摸屏（触笔）控制，真彩色VGA图形显示（640 x 480像素)（13）激光对中器：激光安全等级：1级（IEC 60825:2014）对中精度：1.5 mm @ 1.5 m 激光光斑直径：2.5 mm @ 1.5 m可打开/关闭（14）激光发散角：<0.23mrad（15）视场角：水平：360°（max）垂直：270°（max）照准：无视差，可变焦（16）仪器可同时使用两块内置锂电池和一块外挂锂电池，支持热交换2块内电池内置电池> 5.5小时（2块电池）外挂电池> 7.5小时（常温下）以便适应长时间野外作业；外接电源：24 V直流电或100 - 240 V交流电，典型40w功耗；。
工程测量新技术—三维激光扫描技术(工程测量)
扫描仪的内部有一个固定的空间直角坐标系统。当一个扫描站上不能 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（形）标志（也称球星标靶）和平面标志 （也称平面标靶），在变形监测时一般采用贴片固定在监测对象上。
野外扫描方案设计
• 3).大范围区域扫描方案设计。当扫描范围比较大，扫描站 数较多时，采用一种拼接方式可能会有较大的累积误差。 目前大范围区域点云数据拼接是研究的热点问题，直接影 响野外扫描方案的制定。
野外获取点云数据
• 1.扫描的基本步骤。 • 在项目实施过程中，野外获取点云数据是重要的组成部分，
获取完整符合精度要求的点云数据是后续建模与应用的基 础。扫描开始前要做好相关准备工作，主要包括仪器、人 员组织、交通、后勤保障、测量控制点布设等。
野外获取点云数据
• 一个侧站上扫描的基本步骤为： • a.仪器安置。对于集成度较高的扫描仪，仪器安置主要工作包括电源
（锂电池或者交流电源）、对中（在需要条件下）、整平，这些操作 需要的时间非常短。对于扫描控制与数据存储采用笔记本电脑的分体 式扫描仪，需要将各个部件连接完整，就需要一定的时间内，一般是 半小时以内。 • b.仪器参数设置。在确认仪器安置无误后，可以打开仪器电源开关， 一般开机可能需要几分钟时间。当开机完成后，可以进行扫描参数设 置，主要包括工程文件名，文件存储位置，扫描范围，分辨率，标靶 类型等。其中与精度相关参数设置要与项目设计相符。
➢ 制定扫描方案的主要过程：
• 1）明确项目任务要求。当扫描项目确定后，承包方技术负责人必须向项目发 包方全方位细致的了解项目的具体任务要求，这是制定项目技术设计的主要 依据。
三维激光扫描仪原理
目标的反射特性，如表面粗糙度、颜色等，可能影响激光的反射 和接收，从而导致测量误差。
误差控制与校正
硬件优化
通过对硬件部件的优化和校准，可以降低由硬件 引起的误差。
环境稳定性
在扫描过程中保持环境条件的稳定，如温度、湿 度等，有助于减少环境因素对测量结果的影响。
数据处理算法
通过开发和应用先进的数据处理算法，可以对扫 描数据进行校正，以减小误差并提高测量精度。
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感谢您的观看
03
三维激光扫描仪工作流 程
扫描准备
确定扫描目标
01
根据项目需求，确定需要扫描的目标物体或场景，并对其进行
预处理，如清理表面污垢、移除遮挡物等。
设置扫描参数
02
根据目标物体的尺寸、材质和细节要求，设置合适的扫描参数，
如扫描范围、分辨率、点云密度等。
安置标定参照物
03
在扫描区域内安置标定参照物，用于后续的坐标系转换和设备
三维激光扫描仪原理
contents
目录
• 三维激光扫描仪概述 • 三维激光扫描仪系统组成 • 三维激光扫描仪工作流程 • 三维激光扫描仪精度与误差来源 • 三维激光扫描仪发展趋势与挑战
01
三维激光扫描仪概述
定义与特点
定义
三维激光扫描仪是一种通过激光 测距技术快速获取物体表面点云 数据的测量仪器。
坐标系转换与配准
将点云数据从设备坐标系转换到全 局坐标系，并进行多站数据的拼接 与配准，以获得完整的三维模型。
数据输出
将处理后的点云数据或三维模型导 出为通用的数据格式，如XYZ、OBJ、 STL等，以便于后续的分析和应用。
04
车载三维激光扫描系统简介
一、系统简介三维激光扫描技术是上世纪九十年代中期开始出现的一项高新技术，是继GPS空间定位系统之后又一项测绘技术新突破。
它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。
可以快速、大量的采集空间点位信息，为快速建立物体的三维影像模型提供了一种全新的技术手段。
近些年来，三维激光扫描仪已经从固定朝移动方向发展，最具代表性的就是车载三维激光扫描仪，车载三维激光扫描仪是将三维激光扫描设备、卫星定位模块、惯性测量装置、里程计、360°全景相机、总成控制模块和高性能板卡计算机集成并封装于汽车的刚性平台之上，在汽车移动过程中，快速获取高精度定位定姿数据、高密度三维点云和高清连续全景影像数据，通过统一的地理参考和摄影测量解析处理，实现无控制的空间地理信息采集与建库。
汽车、三维激光扫描仪、数据处理软件，这三部分共同组成了车载三维激光扫描系统。
图1.车载三维激光扫描系统图2.系统工作原理图二、发展状况随着地理空间信息服务产业的快速发展，地理空间数据的需求也越来越旺盛。
地理空间数据的生产，成为世界经济增长的一大热点。
目前世界上最大的两家导航数据生产商NavTech和Tele Atlas均将车载三维激光扫描系统作为其数据采集与更新的主要手段，并将该技术视为公司的核心技术。
我国在车载三维激光扫描系统测图领域的研究起步较早，现已在多传感器集成、系统误差检校、直接地理参考技术、交通地理信息系统等方面取得突破性的进展，其中最具代表性的有李德仁院士主持、立得空间信息技术有限公司研制的LD2000-RM车载道路测量系统和刘先林院长主持、首都师范大学研制的SSW车载测图系统。
三、国内的应用经过多年的发展和应用，车载三维激光扫描系统已在我国基础测绘、应急保障测绘、街景导航地图测绘、三维数字城市建设、矿山测绘、公路GIS与公路路产管理、电力GIS数据采集与可视化管理、铁路GIS与铁路资产管理、公安GIS数据采集等项目中得到广泛应用。
三维激光扫描仪的优点
3D激光扫描仪具有更大的适应温度范围，可避免受到环境的影响，例如雨、灰尘、酷热或严寒。
2
监控工作进展
利用激光扫描仪，测量人员可以测量、管理并报告工作质量，提供三维数据计算体积、面积，工作进展一目了然。
3
数据点云精度更高
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，相对于传统的单点测量，具有测量精度高，作业周期短的特点。
4
降低施工成本
利用3D激光扫描仪可以节省一定的人力物力，精准测量，避免返工，造成浪费。
5
缩短工期
利用3D激光扫描仪可以快速完成每个测量的扫描放线工作，且精度高，误差极小，避免返工，提高施工效率，节省工期。
6
质量保证
简化施工过程，将设计图与现实之间的偏差降到最低。在项目的每个阶段，数据点云可提供详细的施工信息，施工质量有保证。
三维激光扫描分类及工作操作规范
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a和纵向扫描角度观测值0。
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。
三维激光扫描系统技术参数
三维激光扫描系统技术参数一．仪器精度:（1）点位精度：3 mm @ 50 m; 6 mm @ 100 m（2）距离精度：1.2 mm + 10 ppm（3）角度精度：8" / 8"（垂直/水平）（4）标靶获取精度:2 mm @ 50 m（5）双轴补偿器:实时机载液态传感器形式的双轴补偿，可选开/关，分辨率1’，补偿范围+/- 5’，补偿精度1.5"二．激光扫描:（6）激光类型:脉冲式,超高速WFD（波形数字化）增强技术,颜色及波长:1550 nm (不可见的) /658 nm (可见的),激光等级1级（符合IEC60825:2014标准)（7）扫描距离,范围:最小距离0.4 m最大范围270 m(34 %反射率)，范围噪音*0.4 mm rms @ 10 m,0.5 mm rms @ 50 m（8）扫描速率：1000000点/秒（9）激光光斑大小：前窗激光光斑直径≤3.5mm（10）数据储存容量：256 GB内置固态硬盘（SSD）或外接USB设备（11）数据传输：千兆以太网，集成WLAN USB 2.0设备（12）机载界面显示：触摸屏（触笔）控制，真彩色VGA图形显示（640 x 480像素)（13）激光对中器：激光安全等级：1级（IEC 60825:2014）对中精度：1.5 mm @ 1.5 m 激光光斑直径：2.5 mm @ 1.5 m可打开/关闭（14）激光发散角：<0.23mrad（15）视场角：水平：360°（max）垂直：270°（max）照准：无视差，可变焦（16）仪器可同时使用两块内置锂电池和一块外挂锂电池，支持热交换2块内电池内置电池> 5.5小时（2块电池）外挂电池> 7.5小时（常温下）以便适应长时间野外作业；外接电源：24 V直流电或100 - 240 V交流电，典型40w功耗；。
三维激光扫描技术
通过三维激光扫描技术获取城市的点云数据，可 以快速建立城市的三维模型，为城市规划和管理 提供数字化基础。
环境监测
利用三维激光扫描技术对环境进行实时监测和数 据采集，为环境保护和治理提供依据。
04
三维激光扫描技术的优 势与挑战
优势
高精度测量
三维激光扫描技术能够实现高精度的 测量，获取物体表面的详细三维数据。
三维激光扫描技术
contents
目录
• 三维激光扫描技术概述 • 三维激光扫描系统 • 三维激光扫描技术的应用 • 三维激光扫描技术的优势与挑战 • 三维激光扫描技术案例分析
01
三维激光扫描技术概述
定义与特点
定义
三维激光扫描技术是一种通过激 光测距原理快速获取物体表面点 云数据的高科技手段。
特点
地形地貌测量
01
地形地貌数据获取
利用三维激光扫描技术快速获取地形地貌的高精度三维数据，为地理信
息系统（GIS）提供基础数据。
02
地形地貌动态监测
实时监测地形地貌的变化情况，如山体滑坡、地面沉降等自然灾害或人
为活动引起的地形变化。
03
土地资源调查与规划
基于地形地貌数据进行土地资源的调查、规划和利用，为土地管理和城
快速数据获取
扫描过程快速，可以在短时间内获取 大量数据，提高了工作效率。
非接触测量
该技术是非接触式的，不会对被测物 体造成损害，特别适合对脆弱或易碎 物体的测量。
实时数据处理
扫描的同时可以实时获取初步的三维 数据，便于及时调整和优化。
挑战
01
遮挡问题
当扫描过程中存在遮挡时，可能会 造成数据的丢失或失真。
设备成本
三维激光扫描测量系统的应用及解析
三维激光扫描测量系统的应用及解析
三维激光扫描测量系统是一种利用激光技术对物体进行三维测量和重建的系统。
其应用范围十分广泛，包括以下几个方面。
三维激光扫描测量系统在工业制造中有着重要的应用。
在汽车制造过程中，可以使用激光扫描系统对汽车车身进行测量，以确保汽车的质量符合标准。
在飞机制造中，可以使用激光扫描系统对飞机零件进行测量，以确保飞机的安全性。
还可以应用于机械制造、电子制造等领域，提高产品质量和生产效率。
三维激光扫描测量系统在文化遗产保护中也有重要的应用。
对于古建筑、文物等重要文化遗产，通过激光扫描系统可以对其进行非接触式的测量和重建，以便进行文物保护、修复和数字化展示。
三维激光扫描测量系统还广泛应用于建筑、设计和建模领域。
在建筑领域中，可以使用激光扫描系统对建筑物进行测量和建模，以帮助设计师制定更精确的设计方案。
在设计和建模领域，可以使用激光扫描系统快速获取物体的三维模型，以便进行虚拟现实、动画制作等应用。
三维激光扫描测量系统还可以应用于医学和生物科学领域。
可以使用激光扫描系统对人体进行测量和重建，以帮助医生进行手术规划和治疗。
在生物科学领域，可以使用激光扫描系统对生物样本进行测量和分析，以研究生物结构和功能。
三维激光扫描测量系统的应用十分广泛，包括工业制造、文化遗产保护、建筑设计、医学和生物科学等领域。
通过激光扫描系统的测量和重建，可以提高生产效率、保护文化遗产、辅助设计和治疗，并促进科学研究的进展。
三维激光扫描系统在测绘技术中的应用前景
０．引言自上世纪六十年代第一台激光测距仪研制成功，三维激光扫描技术是上世纪九十年代中期激光应用研究的又一项重大突破，它通过高速激光扫描测量，大面积、高分辨率获取被测对象表面的三维坐标数据，可以快速、大量的采集空间点位信息，为快速获取空间物体的三维数据信息提供了一种全新的技术手段。
根据权威专家预测，该项技术是即ＧＰＳ技术后的又一项测绘技术新突破，其应用推广将会引起测绘技术的又一次革命。
１．三维激光扫描技术工作原理扫描仪的发射器通过激光二极管发射近似红外波长的安全激光束，对所测对象进行立体面状扫描，借助设备获取不同对象对激光的反射时间差，从而测出激光与物体之间的距离，最后用编码器来测量镜头旋转角度与激光扫描仪的水平旋转角度，获取被测对象表面每个采样点空间立体坐标，得到被测对象的采样点（离散点）集合，称之为“距离影像”或“点云”。
所获取的由点云组成的影像与通常的扫描的栅格影像最大的区别就是具有矢量化的特性，点云之间具有可量测性。
２．设备分类按照空间位置分类，三维激光扫描设备可分为：１：机载类；２：地面类。
地面扫描设备按照扫描方式的区别细分为地面、车载和船载；以ＯＰＴＥＣＨ公司的三维激光扫描仪为例，地面类按照其功能分为ＩＬＲＩＳ—３６Ｄ、ＩＬＲＩＳ—３ＤＥＲ、ＩＬＲＩＳ—３ＤＭＣ、ＩＬＲＩＳ—３ＤＶＰ四种型号。
ＩＬＲＩＳ—３６Ｄ配备有一个马达驱动可旋转和仰俯机座，提供３６００的视场，可无缝扫描大面积的区域；ＩＬＲＩＳ—３ＤＥＲ距离增强型，使可视能力增加４０％；ＩＬＲＩＳ—３ＤＭＣ适合于车载和船载进行移动扫描；ＩＬＲＩＳ—３ＤＶＰ是基本型。
３．设备性能参数以徕卡ＨＤＳ６０００、ＴｒｉｍｂｌｅＧＸ３Ｄ、ＩＬＲＩＳ－３Ｄ三种扫描仪为例进行性能参数比较：①徕卡ＨＤＳ６０００扫描仪：扫描距离７９ｍ，速度５０００００／秒，单点测量精度３ｍｍ，距离精度０．１ｍｍ，标靶获取精度２ｍｍ，角度２５”。
②ＴｒｉｍｂｌｅＧＸ３Ｄ扫描仪：扫描距离２００ｍ，加长３５０ｍ，速度５０００／秒，单点测量精度１２ｍｍ＠１００ｍ，距离精度７ｍｍ＠１００ｍ，标靶获取精度小于１ｍｍ，角度（水平角１２”；垂直角１４”）。
三维激光扫描仪分类及原理
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。
移动式三维激光扫描原理
移动式三维激光扫描原理
移动式三维激光扫描是一种用于获取物体表面三维几何信息的技术，其工作原理如下：
1.激光发射：移动式三维激光扫描系统会通过激光发射器发射一束激光束。
这束激光束具有特定的波长和功率。
2.激光照射：激光束照射到待扫描的物体表面上。
当激光束照射到物体表面时，会与物体表面交互作用。
3.光反射：激光束照射到物体表面后，一部分激光会被物体表面反射回来。
4.接收器接收：移动式三维激光扫描系统中的接收器会接收到被物体表面反射回来的激光。
5.时间测量：接收到反射回来的激光后，系统会通过测量激光的飞行时间来计算从激光发射到激光接收的时间差。
这个时间差与激光在空间中的传播距离有关。
6.距离计算：通过已知激光的速度（光速）和测量的时间差，系统可以计算出激光从发射器到物体表面的距离。
7.扫描：移动式三维激光扫描系统会通过改变激光的发射方向或扫描设备的位置，对物体表面进行多个点的扫描。
每个扫描点都会测量对应的距离。
8.数据处理：系统将测量到的距离数据与扫描点的位置信息结合起来，生成三维点云数据。
这些点云数据可以用于重建物体表面的三维模型。
总结来说，移动式三维激光扫描通过发射激光、测量激光的飞行时间和计算距离，对待扫描物体表面进行多点扫描，最终生成物体的三维几何信息。
这种扫描技术广泛应用于建筑、制造、文化遗产保护等领域。
徕卡三维激光扫描系统介绍
徕卡三维激光扫描系统介绍
徕卡三维激光扫描系统是一种高精度的测量仪器，能够通过光学扫描技术获取目标物体的三维表面形状数据。
徕卡作为一家享有盛誉的德国光学公司，凭借多年的光学技术积累和创新能力，开发出了此项先进的三维激光扫描系统。
徕卡三维激光扫描系统的核心技术是激光测距，利用光的传播速度和反射原理，通过测量激光从仪器发射到物体表面并返回的时间，计算出物体各个点的距离。
通过不断旋转激光扫描仪，可以扫描整个目标物体的表面，从而实现对物体的全局三维测量。
与传统的测量方法相比，徕卡三维激光扫描系统具有以下几个显著优点：
第一，高精度。
徕卡三维激光扫描系统采用先进的光学技术，能够实现亚毫米级的测量精度。
它可以快速准确地捕捉到物体表面的细微特征，并生成高精度的三维模型。
这对于需要高精度测量的领域，如工业制造、产品设计等具有重要意义。
第二，高效率。
徕卡三维激光扫描系统具备高速扫描功能，能够在短时间内完成对大型物体的全方位扫描。
与传统的测量方法相比，它不需要进行物体的接触式测量，大大节省了测量时间，并提高了工作效率。
第四，广泛应用。
徕卡三维激光扫描系统在工业制造、文物保护、土地测量、医疗等多个领域都有广泛的应用。
例如，在工业制造中，它可以用于产品质量检测、模具设计等方面；在文物保护中，它可以用于文物的数字化保护和修复；在医疗领域中，它可以用于矫形手术的设计和制造等方面。
总之，徕卡三维激光扫描系统是一种具有高精度、高效率、多功能的先进测量仪器。
它以其卓越的性能和广泛的应用前景，为各个领域的用户提供了强有力的测量解决方案，并促进了相关行业的发展和创新。
三维扫描系统
三维扫描系统什么是三维扫描系统？三维（3D）扫描系统是一种将实物对象数字化并生成三维模型的设备或工具。
它可以快速、精确地获取物体的形状、大小、纹理等信息，从而原始数据可以被导入计算机或其他设备进行后续处理。
三维扫描技术因其高效性、精度和灵活性等特点，被广泛应用于制造业、建筑业、文化遗产及医疗等领域。
三维扫描系统已成为许多行业的利器，它为数字化制造提供了支持，拓展了可视化技术的应用范围。
三维扫描系统的分类三维扫描系统可以根据激光扫描、结构光扫描、相位移测量和立体匹配等原理进行分类。
•激光扫描：激光扫描系统通过激光束直接扫描目标对象表面，得到密集的点云数据，进而生成三维模型，适用于聚焦于目标地形或结构内部形态的高精度数据获取。
•结构光扫描：结构光扫描系统依旧通过构建目标表面的点云信息，但是不是通过激光扫描，而是通过LED灯光的辅助，将图案投影在目标表面上，从而采集目标区域的形状等样本数据，适用于人体扫描和半透明或反光物体的数据采集等应用。
•相位移测量：此类扫描系统依赖于激光或光栅来测量表面形变或物体内部结构的位移变化，量测的两个或多个不同状态下的信号相差就是物体的形变量。
•立体匹配：对于需要移动扫描，但同时要求点云相对于彼此分类组合的场景，多个机器的同步操作是必须的。
直接拍摄或扫描一组图像，用三角测量或立体匹配算法计算相邻像素的深度。
比如，在建筑业中，立体匹配更多地应用于拓扑测量、计算结构物表面形态、模拟之前或之后的工程改进方案等。
每种三维扫描系统都有其优点和局限性，因此应根据不同的应用场景选择不同的系统。
三维扫描系统的应用三维扫描系统已经应用于许多领域：制造行业制造领域中，三维扫描技术可以用于检查和量化零件和装配件。
它可以制作数字模型化的样品和零件库，可以用于进行拓扑优化、逆向工程、快速原型设计、挑战零件可制造性等。
建筑业建筑行业中，三维扫描技术和BIM系统相结合，可以用于建造和修复大型结构，例如桥梁、高速公路、码头和其他大型建筑等的设计，维护，改进和检查，同时能充分进行施工设计，使施工更加安全、可持续和经济。
三维激光扫描原理
三维激光扫描原理一、引言三维激光扫描是一种获取现实世界物体几何形状和表面细节的技术。
它通过使用激光束扫描物体表面，并测量激光束的返回时间来获取物体的三维坐标信息。
本文将介绍三维激光扫描的原理及其应用。
二、三维激光扫描原理三维激光扫描系统主要由激光发射器、接收器、控制电路和计算机等组成。
其工作原理如下：1. 激光发射：激光发射器产生一束高能激光束，并通过光学系统将其聚焦成一个小点。
激光的波长通常为可见光范围内的红外线，如常用的波长为780nm的激光。
2. 激光照射：激光束被照射到待测物体的表面上。
由于激光束的能量非常高，它会被物体吸收或反射。
在反射过程中，激光束与物体表面发生散射。
3. 激光接收：激光束的一部分被物体表面反射回来，并被接收器接收。
接收器通过探测光电效应将光信号转换为电信号。
4. 三角测量：通过测量激光束的返回时间，可以计算出激光束从发射到接收的时间差。
结合激光的速度，可以得到激光束与物体表面的距离。
通过多次扫描，可以获取物体不同位置的距离信息。
5. 坐标计算：通过将激光束的距离信息与扫描系统的位置信息结合起来，可以计算出物体表面的三维坐标。
将所有的扫描点的坐标连接起来，就可以得到物体的三维模型。
三、三维激光扫描的应用三维激光扫描技术在许多领域中得到广泛应用，以下是其中的几个例子：1. 工业制造：三维激光扫描可以用于检测产品的几何形状和尺寸，以确保产品质量。
它还可以用于逆向工程，通过扫描实物物体来生成其三维模型，以便进行产品设计和改进。
2. 文化遗产保护：三维激光扫描可以用于对文化遗产进行数字化保护。
通过对古建筑、雕塑等进行扫描，可以创建其精确的三维模型，以便进行修复和保存。
3. 地形测量：三维激光扫描可以用于测量地表的形状和高程。
通过飞行器搭载激光扫描仪，可以对大规模地区进行高精度的地形测量，用于地理信息系统和城市规划。
4. 医学应用：三维激光扫描可以用于医学影像学中的三维重建。
通过对患者身体或器官进行扫描，可以生成其精确的三维模型，用于手术规划和医疗诊断。
三维激光扫描系统种类分类及应用场景研究
目前应用的三维激光扫描系统种类繁多，类型、工作领域不尽相同。
按照不同研究角度、工作原理可进行多种分类。
三维激光扫描系统从操作的空间位置可以划分为如下四类：机载型激光扫描系统这类系统在无人机或有人直升机上搭载,由激光扫描仪、成像装置、定位系统、飞行惯导系统、计算机及数据采集器、记录器、处理软件和电源构成，它可以在很短时间内取得大范围的三维地物数据。
地面型激光扫描系统此种系统是一种利用激光脉冲对被测物体进行扫描,可以大面积、快速度、高精度、大密度的取得地物的三维形态及坐标的一种测量设备。
根据测量方式还可划分为两类：一类是移动式激光扫描系统；一类是固定式激光扫描系统。
所谓移动式激光扫描系统,是基于车载平台,由全球定位系统、惯性导航系统结合地面三维激光扫描系统组成。
固定式的激光扫描系统,类似传统测量中的全站仪。
系统由激光扫描仪及控制系统、内置数码相机、后期处理软件等组成。
与全站仪不同之处在于固定式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。
其特点为扫描范围大、速度快、精度高、具有良好的野外操作性能。
手持型激光扫描仪此类设备多用于采集小型物体的三维数据,一般配以柔性机械臂使用。
优点是快速、简洁、精确。
适用于机械制造与开发、产品误差检测、影视动画制作与医学等众多领域。
特殊场合应用的激光扫描仪如洞穴中应用的激光扫描仪在特定非常危险或难以到达的环境中,如地下矿山隧道、溶洞洞穴、人工开凿的隧道等狭小、细长型空间范围内,三维激光扫描技术亦可以进行三维扫描。
三维激光扫描系统按照扫描仪的测距原理，又划分为如下三类：（1）使用脉冲测距技术。
其测距范围可达数百米，甚至上千米。
（2）基于相位测量原理。
主要用来进行中等距离的扫描测量,其扫描范围一般在百米内,与采用脉冲测距原理的扫描设备相比,它的精度相对为高。
（3）基于光学的三角测量原理。
采用光学三角测量原理的扫描设备,一般工作距离较近,在数米或数十米之内,主要应用于工程测量及逆向建模等工程中,可以达到很高的测量精度。
三维激光扫描测量系统的应用及解析
三维激光扫描测量系统的应用及解析三维激光扫描测量系统是一种高精度、高效率的测量技术，常应用于制造业、建筑、文物保护等领域。
其工作原理为利用激光发射器发出的激光束对目标物体进行快速扫描，通过接收器接收反射回来的激光束，并将其转化成数字信号，在计算机上处理后，可以实现对目标物体形状、尺寸、表面轮廓等多种参数的测量。
1. 制造业：三维激光扫描测量系统可以用于零部件的检测和测量，以确保产品符合质量标准。
例如，可以对汽车零部件、机器零部件等进行三维测量，通过与CAD设计进行比较，可以发现任何偏差。
2. 建筑：三维激光扫描测量系统可以用于建筑物内部和外部的扫描，以获取建筑物的尺寸、形状、结构和状态信息。
这对于维护、改造和重建旧建筑非常有帮助。
例如，在重建古老建筑时，可以使用三维激光扫描测量系统进行准确的测量，并生成3D模型以供设计和施工使用。
3. 文物保护：三维激光扫描测量系统可用于文物保护和修复。
通过扫描文物表面，可以测量其形状和尺寸，帮助修复员进行复原工作。
1. 高精度：三维激光扫描测量系统的测量精度非常高，可达到毫米级或亚毫米级。
这种高精度可以满足许多应用的要求。
2. 高效率：相对于传统的测量方法（例如手动测量或测量仪器），三维激光扫描测量系统可在短时间内完成大量测量任务。
3. 非接触性：三维激光扫描测量系统是一种非接触性的测量方法，没有物理接触，不会对被测物体造成损伤。
4. 全方位测量：三维激光扫描测量系统可以实现对物体的全方位测量，无需搬动被测物体。
总之，三维激光扫描测量系统在制造业、建筑和文物保护等领域具有广泛应用。
它具有高精度、高效率、非接触性和全方位测量等优点，能够提高测量精度和速度，促进工作效率和质量。
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trimblegx200三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trimblegx200三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表明本校对trimblegx200三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展开有关的教学实验，用作创建直观的建筑物模型，介绍外业操作方式和内业数据处理的基本方法，并使自己掌控一流的测量仪器，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。
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三维激光扫描系统
基本介绍
三维测量可定义为“一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传送讯号，三个轴的位移测量系统经数据处理器或计算机等计算出工件的各点坐标(X、Y、Z)及各项功能的测量”。
三维测量的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。
应用领域
机械、汽车、航空、军工、家具、工具原型等测量高精度的几何零部件以及测量复杂形状的机械零部件。
三维测量技术的应用领域：
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。
三维测量方式
1)将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，这项技术就是三坐标测量机的原理。
三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，可以替代多种表面测量工具，减少复杂的测量任务所需的时间，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息。
2)三维激光扫描仪是通过发射激光来扫描被测物，以获取被测物体表面的三维坐标。
三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，具有高效率、高精度的测量优势。
有人说，三维激光扫描是继GPS技术以来测绘领域的又一次技术革命。
三维激光扫描仪被广泛应用于结构测量、建筑测量、船舶制造、铁路以及工程的建设等领域，近些年来，三维激光扫描仪已经从固定朝移动方向发展，最具代表性的就是车载三维激光扫描仪和机载三维激光雷达。
3)[1] 拍照式三维扫描仪采用一种结合结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术的复合三维非接触式测量技术。
这种测量原理，使得对物体进行照相测量成为可能。
所谓拍照测量，就是类似于照相机对视野内的物体进行照相，不同的是照相机摄取的是物体的二维图象，而研制的测量仪获得的是物体的三维信息。
三维激光切割原理
激光是一种光，与自然界其它发光体一样，是由原子(分子或离子等)跃迁产生的，而且是自发辐射引起的。
激光虽然是光，但它与普通光明显不同是激光仅在最初极短的时间内依赖于自发辐射，此后的过程完全由激辐射决定，因此激光具有非常纯正的颜色，几乎无发散的方向性,极高的发光强度。
激光同时又具有高相干性、高强度性、高方向性，激光通过激光器产生后由反射镜传递并通过聚集镜照射到加工物品上，使加工物品(表面)受到强大的热能而温度急剧增加，使该点因高温而迅速的融化或者汽化，配合激光头的运行轨迹从而达到加工的目的。
激光加工技术在广告行业的应用主要分为：激光切割、激光雕刻两种工作方式，对于每一种工作方式，我们在操作流程中有一些不尽相同的地方。
三维激光切割是利用工业机器人灵活和快速的动作性能，根据用户切割加工工件尺寸的大小不同，可以选择将机器人进行正装或者倒装对不同产品、不同轨迹进行示教编程或离线编程，机器人的第六轴装载光纤激光切割头对不规则工件进行三维切割;光纤激光切割头上配备随动装置和光路传输装置，利用光纤将激光传输到切割头上，再利用聚焦系统进行聚焦，针对不同厚度的板材开发出多套聚焦系统对多种三维金属板材进行多方位的切割，满足客户的需求。
三维激光切割是利用工业机器人灵活和快速的动作性能，根据用户切割加工工件尺寸的大小不同，可以选择将机器人进行正装或者倒装对不同产品、不同轨迹进行示教编程或离线编程，机器人的第六轴装载光纤激光切割头对不规则工件进行三维切割;光纤激光切割头上配备随动装置和光路传输装置，利用光纤将激光传输到切割头上，再利用聚焦系统进行聚焦，针对不同厚度的板材开发出多套聚焦系统对多种三维金属板材进行多方位的切割，满足客户的需求。