三维激光扫描仪都有哪些种类

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三维激光扫描技术

三维激光扫描技术的应用
➢ 体积的计算：矿山、油罐、土石方，是三维激光扫描最强的领域，以海量的真值计算体积，可以动态实时的测量并上传。
➢ 建立数字三维城市：从测绘的角度，建立厘米级、真彩色、真三维的数字城市模型。
➢ 考古文物保护：考古挖掘现场记录、文物数字化模型描效率高直接获得数字信息非接触性使用简单方便
什么叫三维重建
三维激光扫描仪则是对确定目标的整体或局部进行完整的三维坐标据测量, 进而得到完整的、全面的、连续的、关联的全景点坐标数据,这些密集而连续的点数据也叫做点云。这也意味着三维激光扫描技术可以真实描述目标的整体结构及形态特性,并通过扫描测量点云编织出的外皮来逼近目标的完整原形及矢量化数据结构,这里统称为目标的三维重建。
➢ 娱乐业：用于电影产品的设计，为电影演员和场景进行设计，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。
在空间信息技术领域应用研究现状
三维激光扫描测量技术的发展为人们获取丰富的空间信息提供了一种全新的技术手段。激光扫描技术与惯性导航系统（INS）、全球定位系统（GPS）、电荷耦合(CCD)等技术相结合，在大范围数字高程模型（DTM）的高精度实时获取、城市三维模型重建、局部区域的地理信息获取等方面表现出强劲的优势, 成为摄影测量与遥感技术的一个重要补充。
三维激光扫描技术
（3D Laser Scanning Technology）
什么是三维激光扫描技术
三维激光扫描技术 3D Laser Scan Technology，又称“实景复制技术”。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，快速建立物体的三维影像模型的一种技术手段。

三维激光扫描分类及工作操作规范

三维激光扫描分类及工作操作规范一、分类根据激光扫描设备的类型和应用领域，三维激光扫描可以分为以下几类：1.接触式扫描：使用机械测头或探针直接接触被测物体，进行点云数据采集。

2.无接触式扫描：利用激光器发射激光束，通过传感器记录物体表面的反射光，生成点云数据。

3.多方位扫描：利用多个扫描仪或激光头进行协同扫描，以提高扫描效率和准确性。

4.动态扫描：对于运动物体，可以采用高速摄像机拍摄快速运动过程中的物体姿态变化，再通过图像处理技术恢复三维形态。

为了保证三维激光扫描的效果和安全性，需要遵循以下操作规范：1.安装设备：根据厂家提供的操作手册，正确安装设备，保证设备的稳定性和垂直度。

2.准备工作：在进行扫描之前，需要清理被测物体表面，确保没有遮挡物，以减少扫描误差。

3.参数设置：根据被测物体的特点和要求，设置合适的扫描参数，包括扫描分辨率、扫描速度、扫描范围等。

4.扫描操作：在开始扫描之前，需要预先选择扫描路径和扫描区域，以保证全面且高效地获取物体数据。

5.预处理：对于扫描得到的原始点云数据，可以进行噪声去除、数据滤波等预处理操作，以提高数据质量和准确性。

6.数据合并：如果需要拼接多个扫描区域的数据，可以利用配准算法对原始数据进行配准和合并，生成完整的模型。

7.后处理：根据应用需要，对于点云数据可以进行模型重建、表面拟合、体积计算、特征提取等后处理操作，得到理想的三维模型。

8.数据存储与备份：将处理完的数据进行存储，并定期备份，以防止数据丢失和损坏。

9.作业环境：在进行扫描工作时，应确保作业环境光线充足，避免干扰激光扫描仪工作。

10.安全操作：在使用激光器时，注意防护眼睛，避免直接照射激光束，以免造成眼睛损伤。

以上是三维激光扫描的分类及工作操作规范。

在实际工作中，严格按照规范进行操作，不仅可以提高扫描的准确性和效率，还能保证人员的安全。

同时，根据具体应用领域的需求，可以针对性地进行操作规范的调整和补充。

三维激光扫描仪分类及原理

三维激光扫描仪分类及原理三维激光扫描仪是一种可实现对物体进行非接触式三维测量的设备。

它利用激光测距原理，通过发送激光束并接收反射的激光束来测量目标物体的三维点云数据。

根据不同的工作原理和应用领域，可以将三维激光扫描仪分为以下几类。

1.结构光三维激光扫描仪结构光三维激光扫描仪是利用投射一系列具有特定空间编码的结构光条纹，通过测量物体表面上结构光的形变来实现三维测量。

具体工作原理是，通过投射特定编码的结构光，经过物体表面的反射后，利用相机来捕捉结构光图案，再通过图像处理和计算，可以重建出物体表面的三维点云数据。

结构光三维扫描技术具有测量速度快、分辨率高等优点，并广泛应用于工业测量、三维建模、虚拟现实等领域。

2.相位测量三维激光扫描仪相位测量三维激光扫描仪通过测量目标物体表面的激光束相位差，实现精确的三维测量。

具体工作原理是，激光器发射激光束，经过物体表面反射后，激光束的相位发生变化。

通过将激光束分为参考光和测试光，通过调整参考光的相位差，再通过相位差与测试光的相位差之间的比较，可以得到物体表面的相位差，从而获取物体表面的三维点云数据。

相位测量三维激光扫描仪具有测量精度高、测量范围大等优点，并广泛应用于制造业、建筑、文化遗产保护等领域。

3.时间飞行三维激光扫描仪时间飞行三维激光扫描仪是通过测量激光束从发射到接收的时间差来获得物体表面的三维信息。

具体工作原理是，激光器发射激光脉冲，经过物体表面反射后，再被接收器接收。

通过测量从发射到接收的时间差，再结合光的速度，可以计算出物体表面到激光扫描仪的距离，从而获取物体表面的三维点云数据。

时间飞行三维激光扫描仪具有测量范围大、适用于室外环境等特点，并广泛应用于土地测量、地形测量、建筑测量等领域。

4.轮廓扫描三维激光扫描仪轮廓扫描三维激光扫描仪是通过测量激光束在物体表面上的轮廓变化来实现三维测量的一种方式。

具体工作原理是，激光束在物体表面上进行扫描，通过检测激光束与物体表面的交点，从而获得物体表面的轮廓点云数据。

三维扫描仪种类

三维扫描仪发展以及种类三维扫描仪产生于上个世纪七八十年代。

到现在已经有几十年的历史，其产品的种类也越来越丰富。

按照出现的时间以及工作性能原理，三维扫描仪可以分为三类1 激光点式扫描仪。

基本特征，光源为激光，在扫描时看到一个红色的点在物体表面，只能逐点摄取三维数据，有点拼接面，由面拼接至立体。

这类三维扫描仪出现的时间最早，是三维扫描仪从无到有的飞跃。

其代表产品，罗兰。

然而以今天的眼光来看，其速度精确度和当今主流的三维扫扫描仪相去甚远。

2 激光线三维扫描仪。

基本特征，光源为激光，扫描点数，每秒在10万点左右。

在扫描时看到一条红色的线或者十字架在物体表面，每次摄取这条线上的三维数据，拼接成面进一步至立体。

其代表产品为柯尼卡美能达，handyscan。

这类产品以其便携，轻巧受用户欢迎。

然而，由于激光线扫描原理所决定的，要扫描一个物体必须由线到面由面到立体经过数万次拼接，其精度的损失是难以密度。

因此，就精度这个指标来说没同第三代扫描仪是不可相提并论的。

3 白光光栅三维扫描仪基本特征，白光为光源，对人体完全无害，每秒最低80万点，最高可达800万点。

在扫描时，扫描头内部的光栅机发出光栅，投影到物体表面。

每次扫描都是一个面，由面拼接成立体，扫描一个物体需要几次，最多200次拼接（扫描整车）。

此类产品以其高精度以及大工作量受到用户的欢迎。

但是其便携性不如手持式激光扫描仪。

另外，关于三维扫描仪的精确度，至今国内尚无标准。

国际上认知度最高的一个标准是德国的VDI2634标准。

不同类型的扫描仪不在同一标准下制定的精确度是无法直接对比的。

然而主流白光三维扫描仪都是按照德国VDI2634标准来确定精度的，不同品牌的扫描仪也可以进行比较。

如何选择三维激光扫描仪

如何选择三维激光扫描仪？（一）
刘燕京博士目前市场上销售的射程大于 10 米的三维激光扫描仪有许多不同的型号。如何看懂各个厂家的参数和配置，性能的优劣，尽量不受销售代表的误导，选择适合自己应用的型号，是一个比较困难的问题。本文现就一些常见的问题做一个简要的和售的三维激光扫描仪按扫描方式划分有两种： � 基于时间-飞行差; � 基于相位差问题二：两种类型的三维激光扫描仪的销售情况如何？基于时间-飞行差的三维激光扫描仪约占总数量的 90%以上, 而基于相位差三维激光扫描仪约占总数量的 9%。问题三：两种类型的三维激光扫描仪的主要性能特点如何？（1）基于时间-飞行差的三维激光扫描仪的性能特点： a. 射程：大于 200 米，最远的甚至达到 6,000 米。当我们阅读射程的技术参数时，要注意厂家所给出该射程是在什么反射率下所得到的。这个问题会在后面专门论述。影响射程的客观条件有以下几点，请注意： (i) 阴天或艳阳天。差别不大。但是，太阳光特别强时，射程会下降。 (ii) 小雨或雾天。对于射程会有影响，取决于雨的大小。 (iii) 白天或黑夜。在黑夜扫描时所获取的激光点的噪音会少，激光点密度稍微大些，距离稍长些。（iv）空气中的污染度会影响扫描的数据质量和射程。在某些厂家代理为客户演示时，客户往往发现所获取的射程达不到这些厂家所声称的射程的一半，问题较普遍。原因是有一些厂家的射程参数有“泡沫” ，请不要太相信。 b. 精度：对于中距离脉冲扫描式三维激光扫描仪（最大射程： < 2,000 米）：± 2 mm –±7 mm （测量距离 <50 米时）；对于超长距离脉冲扫描式三维激光扫描仪（最大射程：< 6,000 米）： ±15 mm （测量距离 50 米以内时）。距离测量准确和精度高是基于时间-飞行差的三维激光扫描仪的一个性能特点。在使用时，用户往往发现其所获取的精度达不到多个厂家所给出的精度参数。除了使用者的技术和熟练程度外，另外一个原因是有一些厂家的精度参数有 “泡沫” ，请不要太相信。 c. 最大激光发射频率：2,000 – 300,000 赫兹。物理意义：最大激光发射频率越高，在同等技术要求的条件下，扫描所需要的时间越短，效率越高。如：发射频率为 300,000 赫兹的 Riegl 的 VZ-400 比发射频率为 27,000-30,000 赫兹的 LMS-Z620 快 10 倍，比天宝的 GX（发射频率： 5,000 赫兹）快 60 倍。换句话说：你用 GX 去扫描一个物体需要 60 分钟，在同等条件下，用 VZ-400 只要 1 分钟。

市场上主流三维激光扫描仪对比表

FOCUS 3D性价比最高，适合推广使用。
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。

3d扫描仪

三维扫描仪(3D scanner) 是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状（几何构造）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）。

搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。

这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、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。

三维扫描仪的制作并非仰赖单一技术，各种不同的重建技术都有其优缺点，成本与售价也有高低之分。

但并无一体通用之重建技术，仪器与方法往往受限于物体的表面特性。

目录1定义2三维扫描仪分类与功能三维扫描仪功能拍照式三维扫描仪3测量方法分类1定义三维扫描仪(3D scanner) 是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状（几何构造）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）。

搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。

三维扫描仪的制作并非仰赖单一技术，各种不同的重建技术都有其优缺点，成本与售价也有高低之分。

但并无一体通用之重建技术，仪器与方法往往受限于物体的表面特性。

例如光学技术不易处理闪亮（高反照率）、镜面或半透明的表面，而激光技术不适用于脆弱或易变质的表面。

2三维扫描仪分类与功能大体分为接触式三维扫描仪和非接触式三维扫描仪。

其中非接触式三维扫描仪又分为光栅三维扫描仪（也称拍照式三维描仪）和激光扫描仪。

而光栅三维扫描又有白光扫描或蓝光扫描等，激光扫描仪又有点激光、线激光、面激光的区别。

三维扫描仪功能三维扫描仪的用途是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，越密集的点云可以创建更精确的模型（这个过程称做三维重建）。

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α和纵向扫描角度观测值β。

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。

三维激光扫描测量培训讲义(内容详细)

车载激光扫描注意事项
5、每天外业采集前要清洁影像包工头，采集过程中发现有异物挡在镜头上应马上停车，清洁镜头后再继续采集。 6、操作计算机作业员应精神集中，避免因人为因素造成曝光度的调节不当影响影像质量，严禁作业中发短信、接打电话或做一些分散注意力的事。 7、在商业区由于楼与楼间隙较小，应放慢车速采集。 8、每天外业采集完成后，将车上的数据拷贝整理检查确保数据无丢漏。
三维激光扫描仪的分类:
地面三维激光测量技术
• 主流设备
我们常用的三维激光扫描类型
车载式架站式
背包式
三维激光扫描技术的特点
三维激光扫描技术与传统测量技术的区别
三维激光扫描系统组成
• 三维激光扫描技术的核心是激光发射器、激光反射镜、激光自适应聚焦控制单元、CCD技术、光机电自动传感装置(包括:激光水平46b步进传感、同轴纵向320b步进自旋转、目标遥控捕捉及取景)等。
三维激光扫描测量
三维激光扫描测量
• 三维激光扫描仪定义 • 三维激光扫描仪分类 • 主流设备常用设备 • 技术特点 • 激光扫描与传统测量区别 • 系统组成 • 数据处理 • 作业注意事项 • 应用领域
什么是三维激光扫描？
• 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。
MDL扫描头惯导AP50
GPS天线
车载三维激光扫描数据处理：
车载三维激光扫描数据处理：
车载三维激光扫描数据处理：
多窗口联动作业
立体点云
矢量图形
立体窗口下采集测图
三维场景

三维激光扫描技术与应用实例

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B1001F23
B1001F23
B1001F23
B1001F23
B1001F23 B1001F23 B1001F23 B1001F23 B1001F23 B1001F23 B1001F23 B1001F23 B1001F23 B1001F23
College of Surveying And Geo-Informatics
三维激光扫描技术与传统测量技术的区别
传统工程测量中，对三维数据的获取主要有： RTK定位皮尺量测全站仪特征点采集基于光学摄影测量原理的近景摄影测量、航空摄影测量等; 采用三维激光扫描技术的方法：无需设置反射棱镜进行无接触测量，在人员难以企及的危险地段使用优势明显; 突破单点测量方式，以高密度、高分辨率获取扫描物体的海量点云数据，对目标描述细致、采样速率高，传统方法难以实现；
三维激光扫描系统的主要技术参数
PRR与扫描距离（激光射程）的关系
当PRR=f 时，发射相邻两个激光点的间隔时间：
光速为C，则扫描仪理论最大扫描距离D为：
频率越高，射程越近这也是相位式扫描仪普遍射程偏近的原因
College of Surveying And Geo-Informatics
三维激光扫描系统的主要技术参数
College of Surveying And Geo-Informatics
三维激光扫描系统的组成和原理
测距方法——脉冲激光测距由激光器对被测目标发射一个光脉冲，然后接收系统接收目标反射回来的光脉冲，通过测量光脉冲往返的时间来算出目标的距离：
ct d 2
t 的测量：在确定时间起始点之间用

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。

三维激光扫描仪型号对比

生产商Z+F Leica Faro说明产品
型号Imager 5010HDS 7000Focus 3D
参考价格€178000（免税）￥160万-170万（含税）$75000（免税）
激光类型相位式相位式相位式
激光等级Class 1 安全激光Class 1 安全激光Class 3R
光斑发散度 (度)0.22mrad0.3mrad0.16mrad
扫描距离187.3m187m120m
最小距离0.3m0.3m0.6m
距离分辩率0.1mm0.1mm0.1mm
距离精度（25m)0.5mm@80%0.5mm@80%0.95mm@90%距离精度（50m)0.8mm@80%0.8mm@80%无
距离精度（100m) 2.0mm@80% 2.0mm@80%无
数据采样率101.6万点/秒101.6万点/秒97.6万点/秒
水平扫描视角360度360度360度
垂直扫描角320度320度305度
水平角度分辨率0.0004度0.0018度无
垂直角度分辨率0.0002度0.0018度无
水平角度精度0.007度（125µrad）0.007度（125µrad）0.009度
垂直角度精度0.007度（125µrad）0.007度（125µrad）0.009度
双轴补偿范围+/- 0.5度+/- 0.5度0.5度
双轴补偿精度0.007度0.007度0.015度
激光对中有无无
距离精度ZF仪器是目前扫描仪中最好的，FARO精度随着距离的增加会急剧增大，所以他们的指标中没有标明。

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。