法如相位式扫描仪九大特点概述

法如相位式扫描仪九大特点概述三维激光扫描仪与传统的全站仪在功能和概念上都是不一样的。

全站仪是点、线的概念，而三维激光扫描仪是面、体的概念。

所以三维激光扫描仪适合大场景的高速测量。

目前市场上的扫描仪主要分为脉冲式和相位式。

相位式的扫描仪速度快，精度高，但距离较短，脉冲式的速度慢，精度差，但距离较长。

FARO的相位式大空间三维激光扫描仪拥有近百万点每秒的测量速度，以及小于1mm的测量重复性，是相位式扫描仪中速度最快性能最优的产品。

相对于市场上同等价位的脉冲式扫描仪（如*******,拓普康的GLS1500），具有如下几个明显的优势：第一大优势：速度快FARO的Photon 120最快可以达到976,000 点/秒速度，是目前扫描速度最快的大空间三维激光扫描仪。

同时，有122,000 / 244,000 / 488,000 / 976,000 点/秒四档速度可选。

而脉冲式的扫描速度最快仅有5万点/秒，最低的仅5千点/秒。

由于三维点云需要的是海量数据，如果扫描速度慢，在现场耗费的时间就多，而且对于一些灾害现场（如崩塌，塌方等地质灾害现场），多一点时间就多一份危险，我们以单站扫描半径100米，面积就为3.14万平方米，点云间距为3mm为例，通过下表就可以清楚看到快速扫描仪的优势。

以上举例仅仅是说明法如速度快的优势，在实际工作中，点云的间距一般不会设置这么密，但在同等点云密度的三维点云扫描中，法如的时间仅仅是的1/20，大大减轻了外业的作业强度。

比如法如5分钟能够完成的工作，而则需要100分钟才能完成。

目前脉冲式的扫描仪也在向着高速度发展，业界最快的脉冲式扫描仪――瑞格VZ400已经可以达到30万点/秒，但价格相对比较昂贵。

第二大优势――精度远远高于脉冲式扫描仪采用多波长的相位调制，Photon 120在激光方向的分辨率达到0.07mm ；同时系统误差保持在±2mm@25m 。

由于激光三维扫描仪获取的是面得信息，也就是点云的厚度（重复性）可以达到0.4mm ，这个指标是其他大空间三维激光扫描仪无法达到的。

在实际建模应用中，可重复性精度repeatability （建模精度是非常重要的）因为有了准确的数据才能获得准确的模型。

见下图。

0.4mm“Noise”就是实测点云数据与实际物体真实位置的偏离值其它VS. FARO扫描精度越高，点云质量也好，模型精度也高；精度低的数据，不确定度就高，数据准确度相应地就低。

在我们***日常的工作中，主要是要获取地形地貌以及生物的体积以及面积的变化情况，所以两次扫描结果的精度可重复性是最为关键的。

由于相位式测距的工作原理决定了其比脉冲式的精度要高出好几倍，目前市场上的脉冲式扫描仪所标称的4－6mm的精度，是在实验场所下的标称精度，就象汽车厂商标称的油耗一样，在实际的工作中，绝对是达不到这个精度，在100米左右，往往会在30mm 以上的误差。

而法如的相位式扫描仪，其重复精度可以达到5MM左右。

综合来看，在同等条件下，相位式的扫描仪的精度大约比脉冲式的好5倍。

第三大优势―――扫描视角的范围最大水平360°，垂直320°使得Photon 120成为视角最大的大空间三维激光扫描仪。

而脉冲式的三维扫描仪，垂直角度一般只有80°,******* 通过仪器旋转180°之后可以达到270°，另外*******采用的是双窗式的技术。

水平方向的主扫描窗口a，视角为77°（-45°到32°）；顶部扫描窗口b，视角为67.5°（22.5°到90°），中间的提手部分遮挡住了约58°的空间，不旋转仪器是无法测量到这部分的数据的。

如下图所示：当用户所选区域，需要同时使用主扫描窗口和顶部窗口时，Scan*******需要分两步来进行扫描。

举例说明，比如，用户需要扫描-20°到50°范围时：第一步，扫描仪使用主窗口扫描，即从-20°到32°；第二步，扫描仪水平转动180°，以顶窗对准被测物体；第三步，使用顶窗口扫描（32°到50°），从而完成整体扫描仪。

这样的话，扫描仪在进行大视角扫描时将会耗费双倍的时间。

法如的Photon 120可以测量垂直角度为320°的空间数据，顶部没有任何遮挡，这对于我们工作中要测量头顶的岩石，或者测量比较高的树木时，是非常方便的，速度比其他产品要快好几倍。

第四大优势―――全自动控制相机获取无色差的彩色点云通过软件的控制，配合FARO专用的外挂相机，可以全自动获取彩色点云数据，而且点云的色彩拼接，由软件自动完成。

完成彩色点云的获取和匹配非常简单，仅仅需要几分钟的时间。

而目前的*******不能自动获取彩色点云数据，且点云的色彩拼接不是全自动完成的，需要较多的人工干预，完成一各站的彩色点云匹配往往需要几个小时不等。

法如的Photon 120是彩色扫描过程最简单，自动化程度最高，色彩数据品质最好的三维彩色扫描仪。

FARO公司是世界上最早投入研究三维激光扫描仪的彩色扫描的公司。

当我们获取到点云数据与彩色照片之后，软件会自动识别特征点，然后计算出对应的位置关系，然后将每一个点云数据都付着上RGB色彩信息，最终实现色彩拼接。

第五大优势――――全自动的多站拼接功能法如随机的FARO Scene可以自动识别靶球、标靶纸，并且自动识别、命名以及关联，从而最终实现自动拼接。

大大节省了我们处理数据的时间，两幅图拼接的时间一般在10分钟之内能够完成，且对软件操作的要求不高，不会出现错误。

*******所配的软件，不能自动识别关联点，也不能自动进行拼接，需要较多的人工选取点和人工干预，所以劳动效率很低，而且对软件操作要求较高，比较容易出现错误。

法如独有的全自动多站拼接功能，可以大大减少内业的处理时间，且确保不会出现拼接错误，大大降低我们的工作强度，提高了我们的工作效率，且弥补了其距离不够远的缺陷。

第六大优势―――模块化设计Photon 120 是世界上唯一模块化设计的大空间三维激光扫描仪。

模块化设计的优势在于可以随着技术的发展而升级相应的模块，而无需淘汰整机；这样会大大节约用户的成本。

同时也容易维修。

目前相位式的扫描仪唯一的缺点就是距离短一些，但随着技术的发展，以后可以通过更换激光发射模块，升级为长距离的扫描仪。

第七大优势――――提供多行业的软件选择以及强大的后续软件开发能力法如不仅可以提供国外的三维应用软件，如三维建模、管线测量、公安刑侦，事故调查、森林生物量测量等软件，我们还在华南地区有法如三维激光应用研究中心，与华南农大、省土壤研究所等中心合作，可以为用户提供各种应用方面的软件。

在水土保持、地质灾害等方面，已经取得很好的使用效果。

我们可以与***加强合作，针对所里的应用方向，共同在地质灾害预警、水土保持、地质结构调查方面进行应用方面的研究，并配合贵所开发相应的软件系统。

八、数据压缩率高、兼容性好FARO独有的数据格式fls，是目前市场上压缩率最高的数据格式。

假设以点间距6.3mm进行全景扫描，FARO的fls文件大小为80兆左右；同一环境，同样分辨率下Leica的PTZ格式，文件可能为800多兆，是FARO文件的10倍。

此外，FARO可以将点云数据以多种数据格式导出，如xyz、wrl、xyzb、ptc、ptx、dxf、igs等数据，可以众多第三方软件兼容。

由于FARO是AutoDesk公司全球战略合作伙伴，FARO的点云数据可以直接被AutoCAD 2011读取，并处理。

对于众多的AutoCAD用户来说，可以不改变操作习惯就掌握点云处理的操作。

九、唯一劣势――――测量最大距离为150米由于工作原理的性质，脉冲式的扫描仪的测量距离一般为300米以上，最远可以达到2000米，距离远和精度是相矛盾的，脉冲式的精度就很难得到保证，而且距离越远，精度就越差。

脉冲测距在太阳光、电磁波的干扰下，容易出现错误，其实际的距离也很难达到标称的距离。

根据相关的实验数据，*******标称的测量距离是300米，但在实际的测量工作中，一般只能达到130米的测量距离，在100米左右的精度在30mm左右。

对于Scan*******，经过德国的汉堡大学的测试，在使用HDS黑/白发射片时（反射率>90%），最大射程为200米。

在实际应用中，对于建筑物和地形地貌扫描，它的最大射程大约在120米。

法如Photon 120标称的最远距离是150米，其有效距离可以达到120米左右，在100米的精度约为5mm。

从有效的距离来看，法如的Photon 120相对于的*******，在距离方面仅有很小的弱势，但精度却有很大的优势。

再加上Photon 120的扫描速度是*******的20倍，还有独特的彩色点云自动获取，自动匹配，多站自动拼接等功能，所以Photon120实际的工作效率远远高于*******目前市场上标称600米的脉冲扫描仪，实际的工作距离为350米左右，在300米的距离上，其精度已经很难保证了，往往会在10公分左右。

根据以往三维扫描仪的应用经验，其扫描的距离一般都在100米以内，这样精度才有保证，需要扫描更大范围的，第一是可以进行搬站测量，法如的高速和自动拼接也很方便。

第二，对于很大范围的，应该采用无人飞机测量或者扫描车，以及遥感测量等手段，而不仅仅依靠地面扫描仪。

从技术的发展来看，未来的三维扫描仪一定是采用相位式测距模式的。

三维扫描仪的前身应该是全站仪，目前全站仪都是采用相位式测距，比如的全站仪，其最远测距可以达到1000米。

在未来几年，相位式三维扫描仪的距离会不断增长，进而弥补目前距离不够的缺陷。

而法如的模块化设计，以后可以进行方便的升级，解决目前距离不够远的这个唯一的缺陷。

从以上的分析可以看出，目前法如的Photon 120的优势是非常明显的，其唯一的一个缺陷是距离不够远，但相对于其速度快，精度高，自动拼接等优势来讲，这个缺陷是很微小的，可以通过多搬一次站就可以完全消除这个缺陷。

而且在实际工作中，其有效距离和目前标称300米的脉冲式扫描仪相差不大，都是100米左右，均属于小范围的激光扫描仪。

如果用户确实要选择长距离的，应该选择600米以上甚至2000米的脉冲扫描仪，这样实际测量距离可以达到350米以上。

针对***的目前情况，大部分工作应该可以在100米以内的范围完成，或者通过搬站可以完成，对于确实需要长距离的测量，我公司可以提供600米以上的脉冲式扫描仪的租借服务，帮助完成工作。

随着技术的发展，相位式扫描仪的距离也会越来越远，我们也可以提供后续的升级等服务。