地面三维激光扫描仪汇总
地面三维激光扫描配准技术综述
文章编号：1009-6825（2013）05-0205-03地面三维激光扫描配准技术综述收稿日期：2012-12-14作者简介：刘忠喜（1985-），男，硕士，助理工程师；陈凯（1983-），男，硕士，助理工程师刘忠喜1陈凯2（1．福州消防支队特勤三中队，福建福州350000；2．福建省福州市公安消防支队，福建福州350000）摘要：指出三维激光扫描技术又称为“实景复制技术”，它的出现是测量领域继GPS 技术之后的又一项测绘新技术，并且已经成为获取空间信息数据的重要技术手段，通过对前人研究成果的研读，总结了前人的理论成果，分析了当前点云数据配准技术的发展情况，以期对将来研究起到一定的理论指导意义。
关键词：地面三维激光扫描仪，点云配准，ICP ，精配准中图分类号：TU198文献标识码：A 1概述三维激光扫描技术又称为“实景复制技术”，它的出现是测量领域继GPS 技术之后的又一项测绘新技术，并且已经成为获取空间信息数据的重要技术手段［1］。
三维激光扫描技术，可以精确、方便、快捷的获取物体表面的点数据。
在各种大型的、大面积的、复杂的实体测量过程中，通过三维激光扫描技术可以快速、精确地将实体表面的点扫描到扫描仪中，并将这些三维数据完整的存储到电脑中，继而再经过去噪、配准、重采样、特征提取、三维重构等操作，完成扫描实物的虚拟影像。
具备上述诸多优点，该技术在城市三维建模、文物保护、逆向工程、地形测量、建筑物变形监测、竣工测量等诸多领域具有很好的潜在应用价值。
随着相关软硬件技术的发展，特别是激光扫描数据后处理软件系统的开发完善，该技术在可预见的将来将很有可能像全站仪和GPS 一样在测绘领域不可或缺。
目前地面激光三维扫描仪在发达国家已经形成了产业和规模，生产仪器的厂家也越来越多，仪器软硬件性能也不断的更新。
如美国Trimble 公司生产的GS200、奥地利Riegl 生产的LMS 系列、加拿大Optech 公司生产的ILRIS-3D 、瑞士Leica 公司的HDS 系列、Station Scan 以及美国Faro 公司的Faro 系列等等。
地面三维激光扫描总结报告
地面三维激光扫描总结报告
地面三维激光扫描技术是一种以激光为载体进行的三维数据采集技术。
它通过利用激光发射器发射激光束，经过地面反射，激光能量被地物吸收，再由接收器接收反射回来的激光能量，根据时间差值、频率差值或相位差值来确定目标物的三维空间坐标，并将数据传输到计算机进行处理。
与传统的测量手段相比，地面三维激光扫描技术具有以下优点：
1. 高精度：激光扫描仪能够以非常高的精度和准确度获取地面数据，精度可达毫米级别，可为后续工程提供高质量的数据支持。
2. 实时性：通过激光扫描仪可以在很短的时间内获取目标地面的三维数据，采样速度最高可达每秒数十万个数据点，非常适合现场测量需求。
3. 安全性：激光扫描仪可以远距离获取地面数据，不需要人员接触目标地面，有效保障了现场工作的安全性，减少了工作人员的伤害风险。
4. 灵活性：激光扫描技术可以适应不同地形和地貌的测量需求，可快速实现点云数据采集和处理，方便数据的应用和进一步处理。
在工程应用方面，地面三维激光扫描技术具有广泛的应用价值。
它可用于建筑物立面测量、道路桥梁设计、隧道施工监测、城市规划与设计、水利工程巡查等多种领域，并得到了广泛的应用和推广。
随着科学技术的不断发展，地面三维激光扫描技术也在不断改进和提升。
目前，新型的激光扫描仪不仅扫描速度更快、精度更高，而且可以应用于更加复杂的地形和地貌。
未来，随着激光扫描技术的不断发展和普及，我们相信地面三维激光扫描技术将会在更加广泛的领域得到应用，为我们的科技进步和社会发展注入新的动力。
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。
市场上主流三维激光扫描仪对比表
数码相机 内置7000万像素 内置，400万像素
N/A
内置 未标明像素值
扫描速度
976000点/秒
50,000 点/秒
1010,000 点/秒
54000点/秒
视场角
360° × 305°
360° × 270°
360° × 310°
360° × 300°
测距范围
120m @ 90% 50m @ 18%
Cyclone7.0 170万
Trimble Access 130万
通过我们深入调研，结合各品牌官方网站数据；数据 见上表。法如FOCUS 3D120在主要18项技术指标中有9 项指标为同类产品第一名；4项指标排在第二名；徕卡
备注： C10有5项技术为同类产品中第一名；徕卡HDS6200有4
项技术为同类产品中第一名；天宝CX有2项技术为同类 产品中第一名。通过比较与调研再结合生产实际得出
1.25 mm @ ≤10 m; 1.8
善存或外接笔记本电脑 存储
模型表面精度
1mm
2mm
1mm
3mm
激光类型
相位式
脉冲式
相位式
脉冲+相位式
激光等级 3R（IEC 60825-1） 3R（IEC 60825-1） 3R（IEC 60825-1） 3R（IEC 60825-1）
工作时间 操作方式 存储温度
明亮的阳光下和 完全黑暗的情况下
尺寸
100mm × 200mm 238mm × 358mm 190mm × 244mm × 200mm × 230mm ×
× 240mm
× 395mm
351.5mm
三维激光扫描仪汇总
三维激光扫描仪汇总三维激光扫描仪，也被称为三维激光扫描系统，是一种能够捕捉并测量物体表面形状和对象几何特征的高精度测量仪器。
它通过使用激光束来扫描物体，并通过分析激光点云数据来生成三维模型。
三维激光扫描仪广泛应用于工业制造、建筑设计、文化遗产保护、地质测量、医学等领域。
下面将对三维激光扫描仪的原理、类型和应用进行详细介绍。
一、原理三维激光扫描仪的原理基于激光测距技术。
它通常通过发射激光束并测量激光束返回的时间来计算物体表面的距离。
激光束由发射器产生并聚焦到一个点，然后被反射回扫描仪接收器。
接收器测量激光束返回的时间，并根据时间和光速的关系计算出物体表面的距离。
通过在多个角度对物体进行扫描，可以得到物体的各个点的三维坐标数据，从而构建一个完整的三维模型。
二、类型根据扫描技术的不同，三维激光扫描仪可以分为接触式扫描仪和非接触式扫描仪。
接触式扫描仪需要物体与扫描仪直接接触，以便获取物体表面的数据。
这种扫描仪通常使用机械臂来控制激光头的运动。
非接触式扫描仪则不需要物体接触，通过激光束直接扫描物体表面。
这种扫描仪可以分为两类：光干涉式扫描仪和光视差式扫描仪。
光干涉式扫描仪使用干涉原理来测量物体表面的形状，它可以达到非常高的测量精度。
光视差式扫描仪则通过比较激光束在不同位置的视差来推断物体表面的形状。
三、应用三维激光扫描仪在各个领域都有广泛的应用。
在工业制造中，它可以用来对产品进行质量控制和尺寸测量。
例如，在汽车制造中，三维激光扫描仪可以用来检测车身的平整度和尺寸偏差。
在建筑设计和土木工程中，三维激光扫描仪可以用来对建筑物进行测量和建模。
它还可以用来进行建筑物的实时监测和变形分析。
在文化遗产保护方面，三维激光扫描仪可以用来对古建筑、雕塑和艺术品进行数字化保护。
在地质测量中，它可以用来获取地表的几何信息和地貌变化。
在医学方面，三维激光扫描仪可以用来进行面部重建和医疗器械的量身定制。
总结起来，三维激光扫描仪是一种非常重要的测量仪器，它可以帮助我们捕捉和测量物体表面的形状和几何特征。
美国天宝三维激光扫描仪简介-FX_100810
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三维激光扫描仪的使用教程及效果展示
三维激光扫描仪的使用教程及效果展示现如今，随着科技的不断进步与发展，我们生活的方方面面都得益于现代科技的蓬勃发展。
其中，三维激光扫描仪作为一种先进的测量工具，正在被广泛应用于各行业中。
本文将为您详细介绍三维激光扫描仪的使用教程，并通过实际案例展示其出色的效果。
一、三维激光扫描仪简介三维激光扫描仪是一种使用激光测距原理进行三维信息采集与处理的仪器。
它通过发射激光束来扫描物体表面，通过接收激光反射回来的信号来测量物体的位置与形状，从而实现对物体的全方位测量与重建。
相比传统的测量工具，三维激光扫描仪具有测量速度快、精度高、操作简便等优势，被广泛应用于建筑、工程、制造、文化遗产保护等领域。
二、三维激光扫描仪的使用教程1. 准备工作在使用三维激光扫描仪之前，首先需要进行一些准备工作。
确保仪器处于正常工作状态，检查扫描仪的设备连接，确保电源充足，以便正常进行扫描操作。
另外，还需选择合适的扫描场景与扫描模式，根据实际需求确定扫描范围与精度。
2. 扫描操作开始扫描之前，我们需要将三维激光扫描仪放置在固定位置，并确保其稳定。
接着，在扫描软件中设置扫描参数，例如分辨率、角度等。
然后，根据扫描仪的指示，将激光束对准目标物体进行扫描。
在扫描过程中，需保持稳定的手持，保持扫描过程的连贯性和准确性。
3. 数据处理与重建一旦扫描完成，我们可以将扫描的数据导入到计算机中进行进一步处理与重建。
主要的数据处理步骤包括点云配准、深度图像处理、三维模型生成等。
通过配准技术，可以将多次扫描的数据进行对齐，形成一个完整的三维模型。
根据实际需求，可以对三维模型进行编辑、修复、优化等操作，以得到更加精确的模型。
三、三维激光扫描仪的效果展示随着三维激光扫描仪的普及与应用，其出色的效果也逐渐展现出来。
下面将通过几个实际案例展示三维激光扫描仪的应用效果。
1. 建筑测量与设计三维激光扫描仪可以快速准确地获取建筑物的外部结构与内部空间信息，方便进行建筑测量与设计。
地面三维激光扫描测量技术及其应用分析
地面三维激光扫描测量技术及其应用分析宋宏1，2(1.武汉大学测绘学院 武汉 430079；2.中煤航测遥感局 西安 710054)摘 要：三维激光扫描技术是国际上近期发展的一项高新技术。
目前许多发达国家已将这一先进技术用于空对地观测及工业测量系统，快速获取特定目标的主体模型，我国在863计划中也重点支持了这一研究方向。
本文论述地面三维激光扫描技术的原理分类和应用现状，比较了相关技术方法之异同，评价了地面扫描仪优缺点，指出该技术面临的诸多挑战。
关键词：三维激光扫描技术 LIDAR激光雷达 地面激光扫描仪 近景摄影测量 三维建模1 引言激光扫描系统平台分为机载和地面两大类型。
地面三维激光扫描系统，与激光测距技术点对点的距离测量不同，激光扫描技术的发展为人们在空间信息获取方面提供了全新的技术手段，使人们从传统的人工单点数据获取变为连续自动获取批量数据，提高了量测的精度与速度。
2 地面三维激光扫描技术的基本原理，仪器技术指标和分类2.1 三维激光扫描仪测量原理径向三维激光扫描仪是一种集成了多种高新技术的新型三维坐标测量仪器，采用非接触式高速激光测量方式，以点云形式获取地形及复杂物体表面的阵列式几何图形的三维数据。
仪器要包括激光测距系统、扫描系统和支架系统，同时也集成CCD数字摄影和仪器内部校正等系统。
典型的径向三维激光扫描仪有很多，如Optech ILRIS-36D、Leica HDS 3000、Mensi GX RD 200+等。
目前三维激光扫描仪主要采用TOF脉冲测距法(Time of Flight)，是一种高速激光测时测距技术，采用脉冲测距法的三维激光点坐标计算方法，如式（1）所示。
三维激光扫描仪通过脉冲测距法获得测距观测值S，精密时钟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θ。
三维激光扫描测量一般使用仪器内部坐标系统，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。
三维激光扫描仪有哪些分类【图解】
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：（1）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。
（2）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.（3）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。
（4）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,一般在数米数十米,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。
全球十大三维激光扫描仪品牌【精编整理】
全球十大三维激光扫描仪品牌内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.面对市场上众多的扫描仪品牌与型号，是否让消费者们感到眼花缭乱呢？自从上世纪八十年代，Cyberware公司的人头三维扫描仪被成功用于影视特效制作开始，各大企业和研究机构纷纷在此领域投入人力、物力进行研究，并推出了自己的产品。
经过三十余年的发展，目前市面上能够见到的三维激光扫描仪品牌和型号有上百种，今天小编就从地面大空间三维扫描仪品牌中，选择有代表性的几种进行介绍。
1.Faro法如FARO focus x130 和x330纳斯达克上市的美国大牌企业，因为其产品的性价比、便携性和简单易用而成为应用范围广的扫描仪品牌。
扫描范围为中短距离。
从上世纪九十年代开始，在光学扫描仪普遍价格高昂的情况下，法如一直在设法开发性价比更高，实用性更强的产品。
早期Faro和Immersion 都以生产基于机械测量臂原理的三维设备而著称，两家公司还为专利打过官司，但现在FARO已在三维扫描仪市场打出一片天下，Immersion则默默无闻。
法如扫描仪公认轻巧方便，容易使用，性价比高。
2.Leica徕卡Leica C30/P40世界的仪器生产商，相信消费者都知道他家的相机。
瑞士的老牌企业，知名度高，当然价格一向也是很高的。
它的扫描范围为中短距离。
公认特点是个头大，物理性能好(能对抗恶劣天气，如严寒阴雨雾霾等)。
据说相对其他品牌而言也能抗摔，当然小编不认为有人会舍得摔这个东西。
3.Trimble天宝是GPS领域全球的品牌。
成立于1978年，产地美国，一直在开发GPS技术应用。
其三维扫描仪特点是GPS相关功能强大，GPS导航，精确授时，无线网同步等等。
三维激光扫描仪分类及原理
三维激光扫描仪分类及原理
根据扫描原理和操作方式的不同，可以将三维激光扫描仪分为以下几类：
1.结构光扫描仪：结构光扫描仪通过投射光栅或编码器形成的结构光
条纹，来测量物体的表面形状。
它主要包括摄像头、光源和专业软件等组成。
在扫描过程中，光源发射光线，照射到物体表面后被摄像头捕捉到，
然后通过计算机处理，从而得到物体表面的三维坐标信息。
2.时间飞行扫描仪：时间飞行扫描仪使用脉冲激光器发射一束光，当
光束照射到物体上后，一部分光会被物体反射回来，接收器会记录返回的
光线的时间和强度信息。
通过测量光线往返的时间，可以计算出物体的距离。
时间飞行扫描仪具有较高的精度和快速扫描速度，适用于大范围的场
景测量。
3.相移扫描仪：相移扫描仪是一种通过利用相位差计算距离的扫描仪。
它通过发射不同相位的光束，在接收端通过计算两束光之间的相位差，从
而测量出物体的距离信息。
相移扫描仪具有高测量精度和较高的光照适应性，适用于颜色、反射率变化较大的物体测量。
4.激光雷达：激光雷达通过发射激光束，在物体表面上形成反射光斑，通过接收器接收返回的光强信号，通过测量光线的时间和波长，从而测量
出物体的位置和表面特征。
激光雷达具有高精度和远距离测量的能力，适
用于大范围的测量需求。
以上是几类常见的三维激光扫描仪。
不同的扫描原理和操作方式适用
于不同的测量场景和要求。
随着激光技术的不断发展，三维激光扫描仪在
工业、建筑等领域的应用前景也将越来越广阔。
美国Surphaser三维激光扫描仪
测绘测量革命性产品美国Surphaser三维激测绘测量革命性产品-----美国Surphaser三维激光扫描仪00一、三维激光扫描技术简介1 三维激光扫描仪原理与应用1.1三维激光扫描仪原理三维激光扫描仪主要由激光发射器、接收器、时间计数器、马达控制可旋转的滤光镜、控制电路板、微电脑和软件等组成。
激光脉冲发射器周期地驱动激光二极管发射激光脉冲，由接收透镜接受目标表面后向反射信号，产生接收信号，利用稳定的石英时钟对发射与接收时间差作计数，最后由微电脑通过软件，按照算法处理原始数据，从中计算出采样点的空间距离;通过传动装置的扫描运动，完成对物体的全方位扫描;然后进行数据整理从而获取目标表面的点云数据。
1.2三维坐标确定方法1.3 三维激光扫描仪应用量化实景对象、三维信息采集、逆向三维重构、逆向三维建模空间数据反求、对象逆程设计、预研仿研仿制、虚拟现实应用正向工程反证、逆向工程实施、概念设计仿真、逆向制图还原结构特性分析、试验工程仿真、后数据测计量、目标形变监测工程技效评估、电脑模拟实战、环境适应仿真、工程力学分析对抗模拟推演、企业无纸操作、虚拟设计制造、科目效果测试整合三维资源、创建三维流程、工装工艺规划、改进改造工程历史资源修复、任务方案优化、对象加载仿真、设施维护维修应用领域：包括：核电站，文物，考古，建筑业，航天，航空，船舶，制造，军工，军事，石化，医学，水利，能源，电力，交通，机械，影视，教学，科研，汽车，公安，市政建设......2 点云数据处理与建模2.1 点云的预处理由于扫描过程中外界环境因素对扫描目标的阻挡和遮掩，如移动的车辆、行人树木的遮挡，及实体本身的反射特性不均匀，需要对点云经行过滤，剔除点云数据内含有的不稳定点和错误点。
实际操作中，需要选择合适的过滤算法来配合这一过程自动完成。
2.2 点云配准使用控制点配准，将点云配准到控制网坐标系下；靶标缺失的点云，利用公共区域寻找同名点对其进行两两配准，当同名点对不能找到时，利用人工配准法。
三维激光扫描仪在土石方测量中的应用曹莉
三维激光扫描仪在土石方测量中的应用曹莉发布时间：2023-05-07T10:58:04.347Z 来源：《国家科学进展》2023年3期作者：曹莉[导读] 每个项目在正式施工前都需要确定项目的资金预算、制定施工方案以及资金分配方案，这就需要做好土石方量的测量工作。
江苏天和地理信息有限公司 225300摘要：每个项目在正式施工前都需要确定项目的资金预算、制定施工方案以及资金分配方案，这就需要做好土石方量的测量工作。
传统的测量方式效率低、精确度达不到要求，所以逐渐被市场抛弃。
现阶段出现了三维激光扫描技术，能够高效率测量土石方，整体的测量成本比较低，受到了人们的欢迎。
本文对三维激光扫描技术应用到土石方量测量中的技术措施进行讨论。
关键词：三维激光扫描仪；土石方测量；应用一、地面三维激光扫描仪在进行三维激光扫描的过程中，需要使用三维激光扫描仪，测量工作从目标点P开始，需要测试斜距S，运用精密时钟控制编码器，可以对每个激光脉冲横向和纵向扫描角度进行测量，α（水平角）、β（垂直角）。
坐标系统则采用仪器自定义坐标系统，在仪器中心是坐标原点，激光脉冲扫描方向是Y轴，仪器自身已定，Z轴竖直向上，X轴由右手直角坐标系确定，再进一步计算，得出采样点坐标P[1]。
（1）站式三维激光扫描仪RTC360该种类型的扫描仪能够将外业扫描和内业数据处理结合在一起。
然后需要用到一些拼接软件将多站扫描的数据拼接在一起，这个过程叫做点云拼接。
常用的拼接软件是REGISTE R360。
有时候会从公共点开始拼接，有时候会从云视图开始拼接。
拼接后每站都能够得到精确度最高的相关信息。
各仪器设备和各站点的点云数据都是不同的，要通过点云融合的方式，将它们整合在一起。
在进行外业扫描时，各站都会有大量的点云数据，这些数据有重合的部分。
拼接这些云数据时，一些重合的数据就能够重叠在一起。
这个过程需要应用到云归一算法进一步优化这些重合的点云数据；部分扫描仪的原始点云中有很多点可能会影响到处理成果。
三维扫描仪型号分类
三维扫描仪通过扫描收集到的这些三维数据具有相当广泛的用途，工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。
不同使用场景的三维扫描设备，差异是很大的。
下面给大家介绍一下三维扫描仪的分类和一些常见的型号。
以下是一些常见型号的三维扫描仪产品。
一、地面三维激光扫描仪地面三维扫描仪适用于几米到几百上千米的空间范围，精度一般是毫米级，在建筑、数字化工厂、公共安全等行业较为适用。
目前比较有名的地面三维扫描设备有Faro 法如，Trimble天宝，徕卡等，不同品牌各有千秋，我这边大致阐述一下。
法如FARO 手持三维扫描仪，是美国Faro公司的产品，品牌知名度高，产品优点在于设备很小很轻，大小仅有24厘米x 20厘米x 10厘米，重量仅有4.2公斤。
非常便于在复杂的环境下移动和安置。
而且其内置彩色相机可提供高达1亿6千5百万像素的无视差彩色叠加。
最终结果可得到精细照片级三维彩色影像。
还有一个优点是在阳光直射下，可高速远距离扫秒，例如Faro Focus S350，扫描距离一站可以达到350米，而且利用其所集成的GPS接收器，能够使每一次扫描与后处理相关联。
Faro这系列地面三维激光扫描仪降低了外业工作的强度，同时该设备的价格较有竞争力。
美国天宝Trimble地面三维扫描仪，较之于Faro来说略大，也是厘米级的精度，主机尺寸为335 mm宽x 386 mm 高x 242 mm 深，重量为10.7公斤（含三角基座不含电池）。
凭借天宝专利的Lightning闪电技术，在其整个测程范围内，TX8都可以每秒1百万个精确激光点的速度获取数据。
天宝的Lightning技术很少受到表面类型和大气条件变化的影响，所以可从每个测站中获得完整性的数据集。
二、低精度手持三维扫描仪这种三维扫描仪比较新兴，市场上同类型的产品很少。
比较出名的是MV F6手持式3D扫描仪，这款扫描仪使用红外光，专门用于扫描几十厘米到几米的大型物体和大面积空间，能迅速扫描复杂场景。
三维激光扫描知识点总结
三维激光扫描知识点总结一、三维激光扫描的工作原理三维激光扫描是通过激光束对物体进行高速扫描，然后根据激光束反射的时间和方向，计算出物体表面的三维坐标信息。
其工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 发射激光束：激光扫描仪通过发射激光束来对物体进行扫描。
激光束的大小和方向可以通过控制仪器的参数进行调节。
2. 接收反射信号：激光束照射在物体表面后，会反射回扫描仪的接收器上。
接收器会记录激光束反射的时间和方向。
3. 计算三维坐标：根据激光束的发射时间和接收时间，以及激光束的方向，可以计算出物体表面的三维坐标信息。
4. 构建点云模型：将计算得到的三维坐标信息整合起来，就可以构建出物体的三维点云模型。
这个过程需要对大量的数据进行处理和分析。
5. 生成三维模型：根据点云模型，可以生成物体的三维模型。
这个过程可以通过计算机软件来实现，也可以通过3D打印来实现。
二、三维激光扫描的应用领域三维激光扫描技术具有高精度、高效率和非接触性的特点，因此在各个领域都得到了广泛的应用。
1. 建筑和土木工程：三维激光扫描可以用于建筑物的设计和施工监测，包括建筑结构的检测、地形地貌的勘测、室内外环境的建模等。
2. 制造业：三维激光扫描可以在制造过程中用于快速测量物体的尺寸和形状，包括零部件的尺寸检测、质量控制、逆向工程等。
3. 文物保护：三维激光扫描可以用于对文物和古迹的三维数字化和保护，包括建筑物的修复、雕塑的复制、考古遗址的记录等。
4. 地质勘探：三维激光扫描可以用于对地形和地貌的三维采集，包括矿山的勘探、地质灾害的监测、地质构造的研究等。
5. 医学领域：三维激光扫描可以用于医学影像的三维重建和分析，包括医学影像的诊断、手术模拟、义肢定制等。
6. 航空航天：三维激光扫描可以用于对航空航天器件和构件的三维测量和检测，包括飞行器的结构分析、航天器的装配等。
三、三维激光扫描的技术发展随着科学技术的不断进步，三维激光扫描技术也在不断发展和完善。
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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1500
6mm@10m
工作温度：0~40℃ 防护等级：IP54
11
2
选配外置 相机
Trimble RealWorks
Leica P20
脉冲式 1,000,000 0.4~120(18%)
H:360 V:270
Class2
808
≤2.8mm
工作温度: -20~50℃ 防护等级：IP54
11.9
内置电池 (2 块)7h
二、地面三维激光扫描仪的分类
地面三维激光扫描仪按测距原理可分为： 基于脉冲、 基于相位差和基于光学 三角测量三种。 其中脉冲式三维激光扫描仪使用脉冲测距技术从固定中心沿视线测量距离， 其扫描速度较慢，测距范围一般可达到几千米，扫描精度受光线影响较小，适用 于室外测量，如地形地貌测量、古建筑数字化等。基于相位差的扫描仪利用光学 干涉原理进行测量，该类扫描仪扫描速度较快，测距范围一般为几米到几百米， 扫描精度受光线影响较大，主要用于科研、考古、工业测量等，在隧道检测领域 已有应用。 基于光学三角测量原理的扫描仪主要利用立体相机和结构化光源，通 过获得两条光线建立立体投影关系进行测量，扫描距离一般为几米到数十米，主 要用于工业测量。
LMS 系列 LMS-Z390/ Z390i(400m) LMS-Z420/Z420i(1000m) LMS-Z620/ Z620i(2000m)
LPM 系列 LPM-321(6000m)
图9
Riegl 三维激光扫描仪
Trimble GX 6) Surphaser
Trimble FX
Trimble CX Trimble TX5 图 10 Trimble 三维激光扫描仪
脉冲式 1,000,000
0.4~270
≤3.5mm
Optech ILRIS-HD
中海达 LS300 思拓力 X300 迅能光电 VF1000
脉冲式
14,400
0.5～250
测距精度：25mm
Class1
905
4
HD 0
H/V:0.37mrad
6mm@50m 点位精度： 1.2mm@50m
1500
3.5mm@0.1m
防护等级:IP53
14
3
8000 万像素
LFM、 LaserControl SurphExpressSta ndard
100HSX_IR 相位式 1,200,000 _100HS
1~50
测距精度：0.7mm@15m
3R
685
2.3mm@5m
工作温度: 5~45℃
11
2
60 万像素
I-Site4400
中海达 LS300
STONEX X300
迅能光电 VS200
迅能光电 VF1000
图 14 国产三维激光扫描仪
五、主要地面三维激光扫描仪的参数对比
相位式三维激光扫描仪和中距离脉冲式三维激光扫描仪（最大测程小于 2000m）是隧道检测领域的较好选择。为此对以上厂家较新的相位式和中距离脉 冲式三维激光扫描仪的主要参数进行对比，见表 1。
H/V:0.009
测距精度： 2mm@10m(90%)
class1
1550
工作温度: 0~50℃
5.2
5
7000 万像素 FARO SCENE
相位式 1,016,000
0.3~187.3
H:0.0004, V:0.0002 H/V:1 arc sec (0.2778)
线性误差：1mm@50m
Class1
8) I-Site
I-Site8800 I-Site8810 I-Site8820 图 13 Optech 三维激光扫描仪 国外品牌一直垄断了中国三维激光扫描仪市场，使得这些仪器价格昂贵，不 利于三维激光扫描技术的普及。 为此国内的一些仪器公司进行了大量研究，自主 生产了以下几款三维激光扫描仪,如图 14 所示。
1) FARO
图6
FARO 三维激光扫描仪
2) Z+F
图7
Z+F 三维激光扫描仪
3) Leica
图8
Leica 三维激光扫描仪
4) Riegl
VZ 系列 VZ-400(600m) VZ1000(1400m) VZ4000(4000m) VZ6000(6000m) VZ2000(2050m) 5) Trimble
Class1
工作温度：-10~50℃ 防护等级：IP65 工作温度：0~40℃ 防护等级：IP54
5.9
6
1070 万像素 外置 Canon
Si-Scan
脉冲式
100,000
1200(90%)
测距精度： 50mm@100m Class1 测角精度：5″
1550
3
5D Mark II 2100 万像素
图 1 脉冲式三维激光扫描仪测距原理
相位式三维激光扫描仪连续发射激光波，激光波接触物体后再反射回来，通 过计算相位波的时间差来计算距离，如图 2 所示。因此，扫描速率较快。
图 2 相位式三维激光扫描仪测距原理
2）测程： 脉冲式三维激光扫描仪：测量较长，数百米～几千米；相位式三维激光扫描 仪：测程较短，几十米~几百米。在有效的测程内，可以保证数据的质量。 扫描仪的最大扫描距离与光线强弱、 物体反射率等相关， 一般用反射率为90% 的物体作为参考。但一般隧道内部材质的反射率小于50%，因此在实际应用中， 设备的最大扫描距离会减小。 3）视角范围 扫描仪单站单次扫描的视角范围。影响外业采集效率和数据的完整型。 4）精度 扫描仪各精度间的关系图如图 3 所示：
图 3 扫描仪各类精度间的关系
脉冲式三维激光扫描仪的精度测量重复性好，受光线影响小。基于相位差的 三维激光扫描仪的精度因为受光线、物体反射率和扫描角度的影响，会经常波动 和变化。目前德国的Z&F和美国的Surphaser精度较高，在理想条件下，10m内精 度可控制在1mm左右，20m内精度可控制在3mm左右，20m以后，扫描精度随距离的 增加下降较快。地铁隧道属于狭长形建筑，当测站间距较大时，激光在隧道表面 的入射角 过大，反射回来的激光较少，点云的质量较差。D.D.Lichti的试验表 明，当入射角大于 65 °时误差才开始急剧上升。由图 4 中的几何关系可得： l arctan ，其中 l 为测站间距的一半，r 为隧道半径。当 65 时，l 2.1r ， r 如果实验对象是半径为2.75m的隧道， 则扫描仪的站间距为 2l 11.6m ， 在这段距
仪器 名称 FARO Focus3D X330 FARO Focus3D X130 Z+F image5010C Surphaser
最大 测距原理 测速 (点/秒) 测距范围(m)
视场角 角度分辨率 (︒) (︒)
标称精度
激光 等级
仪器重 激光波长 激光束直径 稳定性 量 （kg）
待机时间 （h）
地 面 三 维 激 光 扫 描 仪 汇 总
一、地面三维激光扫描仪的组成
地面三维激光扫描仪是一种集成了多种高新技术的新型测绘仪器， 其主要构 造是激光扫描系统， 它是由高精度的激光测距仪，配上一组可以引导激光并以均 匀角速度旋转的反射棱镜构成，同时也集成了时间计数器、控制电路板，部分扫 描仪还集成了数码相机和GPS等。
四、主流的地面三维激光扫描仪
目前，市场上主流的地面三维激光扫描仪有以下几个厂家：FARO(美国)、 Z+F(德国)、 Leica(德国)、 Riegl(奥地利)、 Trimble(美国)、 Surphaser(美国)、 Optech(加 拿大)、I-Site(澳大利亚)等，如图 5 所示。
图 5 主流的地面三维激光扫描仪厂家 这些厂家的三维激光扫描仪的主要产品如下：
内置相机
Cyclone
Leica C10
脉冲式
50,000
0.1~300 （90%）
H:360 V:270
3R
532
4.5mm@50m
工作温度：0~40℃ 防护等级：IP54
13
内置电池 (2 块)3.5h
400 万像素
Cyclone
内置：400 Leica P30/P40 H:360 V:270 测距精度：1.2mm+10ppm 测角精度：H/V:8″ 点位精度：3mm@50m Class1 1550nm/658 nm 工作温度：-20~50℃ 防护等级：IP54 内置电池 万像素；外 12.25 5.5,外挂 置相机支持 电池 7.5 Canon EOS 60D 和 70D Riegl VZ400 脉冲式 122,000 1.5~600 H:360 V:100 H:360, 脉冲式 10000HZ 3-1200 V:40*40 0.000745 7mm@100m Class1 1535 19mm@100m 工作温度：0~40℃ H/V:0.0005 5mm, 重复精度：3mm Class1 near infrared (780~2526) 工作温度：0~40℃ 防护等级：IP64 9.6 14kg+ 7kg(旋 转基座) H:360 V:300 H:360 V:90 H:360 V:90 H:0.005 V:0.125 5 310 万像素 PolyWorks 选配外置 相机 RiSCAN PRO Cyclone
离内基于相位差的三维激光扫描仪的精度基本能够满足测量要求。
图 4 隧道扫描示意图
5）稳定度 扫描仪的稳定度主要体现在其工作温度、储存温度、防冲击等级、防水防尘 等级 IP（Ingress protection，防护等级 IP 由 2 个数字组成，第一位代表仪 器防尘等级， 第二位代表仪器防水能力， 数字越大表示其防护能力越高） 等方面。
内置相机
配套软件
相位式
976,000