车载三维激光扫描仪
采用车载三维激光扫描系统实现梅山春晓大桥竣工测量的探索
摘要:本文介绍了车载三维激光扫描系统的硬件及内业数据处理软件,探讨了车载系统点云数据采集、POS数据解算、激光点云定位定向及去噪和滤波等关键技术流程。
结合梅山春晓大桥规划竣工测量项目实践,对测量成果精度进行了统计,并对外界环境因素:行车速度、三维激光入射角对测量精度的影响进行了实验分析,验证了车载系统在城市道路桥梁竣工测量中的可行性和可靠性。
关键词:桥梁工程;车载三维激光技术;竣工测量;误差分析采用车载三维激光扫描系统实现梅山春晓大桥竣工测量的探索李伟1,何云蕾2(1.宁波市测绘设计研究院,宁波315800;2.宁波市阿拉图数字科技中心,宁波315800)1引言三维激光技术是20世纪90年代中期开始兴起的一项高新技术,在数据获取效率、采集范围、数据源的全面性、测量作业安全性和自动化等方面实现了技术革新[1]。
其中,车载三维激光技术发展相对较晚,在理论研究及实际应用方面都存有较大的空间。
与传统测量相比,其在数据采集与获取方面存在诸多优势,所以车载三维激光技术的推广应用越来越受到人们的重视。
城市市政桥梁工程按照规划管理部门的要求,需要对报规项目进行竣工验收。
当遇到规模较大的桥梁工程时,利用传统技术手段采集外业数据不仅作业时间长而且测量人员风吹日晒甚为辛苦,在已经完工通车的市政桥梁上作业,测量人员的安全也得不到保障[2]。
车载三维激光技术在数据采集方面所具有的天然优势正好可以弥补传统手段的技术短板,所以探讨车载三维技术如何实现城市市政桥梁工程竣工测量显得尤为必要。
2项目及车载系统介绍梅山春晓大桥是目前世界上最大的跨海钢桁拱桥,总投资约11.7亿元。
起点是春晓滨海新城明月湖,跨越梅山水道,终点是梅山岛盐湖路与港湾路交叉口,测区范围见图1。
建成后的梅山春晓大桥将成为梅山岛与陆地相连接的第二座跨海大桥,将宁波滨海新城和梅山岛连成一体。
梅山春晓大桥工程全长1.97公里,主桥长496米,桥梁宽约25米,测区总面积约为135000平方米。
车载激光扫描技术在公路测量中的应用
车载激光扫描技术在公路测量中的应用摘要：传统的公路测量工程主要采用水准仪、全站仪或RTK等测量方法联测得到数据。
针对传统测量方法工作量大,效率低、干扰正常交通秩序等问题,采用车载激光扫描测量系统，可快速获得路面点坐标信息及道路两侧情况。
本文结合项目实际,阐述了车载激光扫描技术的基本原理和作业技术流程，通过在公路测量的应用,分析了数据采集和处理中的关键技术,并通过点云数据提取获得符合精度要求的目标点的坐标和高程。
关键词：车载；激光扫描技术；公路测量；一、车载激光扫描技术的工作原理及特点1.1工作原理车载激光扫描系统是将三维激光扫描仪、导航定位系统和惯导系统联合使用，实现对动态扫描快速定位的测量系统。
其工作原理是车辆在移动过程中,GPS测量记录扫描仪运行轨迹在世界坐标系中的实时位置;激光扫描仪则记录目标的大小、形态和距离;惯导系统则计算扫描仪的运行姿态;然后利用时间和空间上的检校信息,通过统一的地理参考和解析处理实现动态实时的获取目标点三维坐标信息的功能。
车载激光扫描系统主要由以下几部分组成:三维激光扫描仪、GNSS天线、高精度IMU、电子转台、里程计、线阵相机和笔记本电脑;三维激光扫描仪﹑相机和惯导系统固定在电子转台上,里程计安装在车辆的轮胎上。
1.1.1车载激光扫描系统实现技术同步车载多传感器同步技术是车载激光扫描技术的重中之重。
首先通过同步控制软件将各组件开始数据采集的时间相统一;然后采集数据时以流动站卫星定位接收机的时间为标准,GPS 向激光和惯导系统不断地发秒脉冲与此同时激光与惯导系统向卫星定位接收机的I\O口打标,这样就能将激光和惯导系统采集到的数据贴上世界协调时的标签,而激光发出的秒脉冲可以通过电子转台和线阵相机的控制及来实现时间上的同步。
1.1.2 GPS和 IMU相辅相成GPS可以提供非常准确的位置,有着较高的稳定性。
虽然利用GPS 差分定位技术可以得到厘米级的精度，但由于大型的构建筑物的遮挡或多路径效应,经常会遇到一直处于浮动状态、定位精度差的情况。
三维激光扫描仪参数设置指南
三维激光扫描仪参数设置指南1. 前言嘿，朋友们！今天咱们来聊聊三维激光扫描仪，听起来高大上对吧？别担心，我们会把这个复杂的东西说得简单易懂。
就像喝水一样，轻轻松松就能搞定！那么，准备好了吗？咱们开始吧！2. 了解三维激光扫描仪2.1 什么是三维激光扫描仪？三维激光扫描仪就像你手里的“魔法相机”，它能瞬间把现实世界的三维数据记录下来。
你只需把它摆好，轻轻一按，咔嚓，整个场景都在它的“脑海”里了。
这就像你拍照一样，不过这个相机可不简单，能捕捉到更详细的深度信息，帮你生成超精准的三维模型。
2.2 用途有哪些？说到用途，那可是多得数不清！不管是建筑设计、文化遗产保护，还是工业测量，三维激光扫描仪都能派上大用场。
想象一下，在一个古老的寺庙里，扫描一下就能完美记录下所有细节，真是太酷了吧！而且，未来再复原的时候就方便多了，简直就是时间旅行者的必备良品！3. 参数设置的基本要领3.1 扫描模式的选择好啦，进入正题，咱们得开始调整参数了。
首先，要选择合适的扫描模式。
这里有几个常见的选择：快速模式、高清模式和室内/室外模式。
快速模式适合赶时间的朋友，反正结果也不要求太精细；高清模式呢，就像你的高清电视，细节满满，适合那些喜欢“看得仔细”的人。
室内和室外模式各有千秋，别搞混了哦！在室内扫描时，光线和反射会影响结果，得小心翼翼。
而室外就更要考虑天气情况，风一吹，数据可就飞了！3.2 分辨率与扫描范围接下来，咱们得聊聊分辨率和扫描范围。
这两个参数就像是给你的激光扫描仪穿衣服，得根据需求来选择。
分辨率越高，数据越细致，但扫描速度可能就会慢一些。
而扫描范围就像你拉开窗帘，看得越远，越能看到大千世界。
要是你只想扫描个小房间，范围就没必要设得太大，省电又省时间。
不过，记得适度哦，别像拿着放大镜看蚂蚁，哈哈！4. 实际操作小技巧4.1 数据存储与管理嘿，朋友们，数据存储也很重要！扫描完成后，数据会像一堆小星星，得好好管理。
建议你用外接硬盘，确保数据不丢失。
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。
三维激光扫描分类及工作步骤
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。
三维扫描仪在汽车行业的应用有哪些？
三维扫描仪在汽车行业的应用有哪些？随着科技的不断发展，三维扫描技术已经成为了汽车行业中不可或缺的一部分。
三维扫描仪作为重要的技术工具，可以帮助汽车行业完成产品的设计、实验、制造等环节。
下文将会介绍三维扫描仪在汽车行业中的具体应用。
汽车设计三维扫描仪在汽车设计中的应用主要涉及到汽车的外观设计。
通过三维扫描仪可以直接将汽车的实物外观数字化，然后进行数字化设计、反复修改并最终确定了最终的设计方案。
这样，不仅可以减少制造出不合适的样品，还可以加快汽车设计的时间。
汽车加工在汽车制造过程中，传统的机械加工方法需要使用工具来加工出部件，很难做到精度和效率的兼顾。
而三维打印技术则可以通过激光技术，将CAD数字化三维模型送至打印机，打印出零件。
此外，三维扫描仪还可以扫描出汽车被撞瘪的部分，然后根据数字模型制作钣金，最终达到修补汽车的效果。
安全测试汽车安全测试是汽车制造过程中的至关重要的环节。
通过使用三维扫描仪技术，汽车制造商可以将实际车辆与数字模型形成对比分析，从而发掘潜在的结构安全问题。
这一方法比传统的测试方法更加精确、高效。
三维扫描仪还可以应用于虚拟碰撞测试、空气动力学等测试。
售后服务三维扫描仪技术可以协助售后服务团队管理汽车维修过程。
通过扫描汽车和配件的模型，售后服务人员可以快速获取有关汽车和配件的所有计量数据。
这有助于售后服务人员快速完成维修任务，提高售后服务的效率。
总结综上所述，三维扫描仪在汽车行业中应用广泛，包括汽车的设计、制造、安全测试和售后维修等环节。
随着科技的不断发展，三维扫描技术也会不断更新，为汽车行业带来更多便利和效率。
2024年三维激光扫描仪市场分析报告
2024年三维激光扫描仪市场分析报告1. 引言三维激光扫描仪是一种先进的测量设备，能够快速、准确地获取三维物体的形状和尺寸信息。
随着工业自动化和数字化的发展，三维激光扫描仪在各个行业中得到了广泛应用。
本报告旨在对三维激光扫描仪市场进行深入分析，为相关企业提供参考。
2. 市场规模和发展趋势根据市场研究数据，三维激光扫描仪市场在过去几年里呈现出稳定增长的态势。
预计到2025年，全球三维激光扫描仪市场规模将超过100亿美元。
主要驱动市场增长的因素包括工业自动化的推动、制造业升级以及数字化建设的需求增长等。
3. 市场细分根据应用领域的不同，三维激光扫描仪市场可以细分为工业制造、建筑与建筑设计、文化遗产保护、医疗保健和航空航天等几个领域。
目前，工业制造是三维激光扫描仪市场的主要应用领域，占据了市场份额的40%以上。
随着其他行业对三维扫描需求的增加，市场份额有望进一步扩大。
4. 地理分布全球范围内，北美地区是三维激光扫描仪市场的主要消费地区，其次是欧洲和亚太地区。
北美地区的市场占有率约为30%，这主要得益于该地区先进的工业制造业和建筑领域的需求。
亚太地区的市场占有率逐渐增长，受益于制造业的发展和数字化建设的推动。
5. 竞争环境三维激光扫描仪市场竞争激烈，主要厂商包括法国的Nikon、美国的Trimble Inc.、德国的FARO Technologies Inc.等。
这些公司在技术研发、产品质量和售后服务等方面都具有竞争优势。
此外，市场还存在一些新兴厂商，它们以创新技术和更具竞争力的价格吸引了一部分客户。
6. 市场挑战与机遇虽然三维激光扫描仪市场发展迅猛，但也面临一些挑战。
首先，高价格仍然是许多企业购买激光扫描仪的障碍。
其次，技术的不断进步和竞争对手的加入可能会使市场竞争更加激烈。
然而，市场仍然存在巨大的机遇。
随着制造业的数字化转型和建筑行业的发展，三维激光扫描仪的需求将持续增长。
7. 总结综上所述，三维激光扫描仪市场正处于快速发展阶段，预计将在未来几年内继续增长。
如何选择三维激光扫描仪
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。
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。
基于车载三维激光扫描的地形图数据采集的研究
基于车载三维激光扫描的地形图数据采集的研究薛效斌;钱星;马宁【摘要】文章从三维激光扫描仪在测量中的作用入手,重点介绍了三维激光扫描技术在国内的应用现状,并与传统数据采集方式进行了比较.结合应用实例将三维激光扫描技术应用于大比例尺地形图测量,运用这项技术进行外业数据采集,与传统全站仪数据采集进行了精度比较.结果表明了三维激光扫描技术方案能够克服传统测量方式缺点,保证测绘数据质量,能够提高作业效率.【期刊名称】《北京测绘》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P88-90,110)【关键词】地形测量;激光点云;车载;三维扫描【作者】薛效斌;钱星;马宁【作者单位】北京市测绘设计研究院,北京100038;城市空间信息工程北京市重点实验室,北京100038;国家开发银行规划局,北京100031;北京市测绘设计研究院,北京100038;城市空间信息工程北京市重点实验室,北京100038【正文语种】中文【中图分类】P217随着我国经济建设的高速发展，新兴技术与装备的发展应用为测绘地理信息产业注入了强劲动力，测绘技术有了很大的提高，新型的地形图测绘模式在技术上已经有了不少突破，车载移动测图系统就是其中的一种测图模式。
作为目前最新的技术成果，车载移动测图系统在国内外均有较大的发展，很多测绘科研和生产部门都对这种测绘技术进行了广泛的研究和试验。
随着三维激光扫描技术的不断成熟，激光扫描设备的测量距离和测量精度都有了质的飞跃，IMU陀螺精度也有了很大的提高，车载三维激光扫描就可以在城市大比例尺地形图测绘的生产实际中得到应用。
本文的研究目标就是对这一应用进行初步探讨，研究这一新兴测绘技术的先进性和局限性，以及在实际生产中进行大比例尺地形图数据采集应用的可能性。
1 移动测图系统分类一般而言，车载移动测图系统中比较常见的可以分为三类：一是基于立体摄影测量的方式，通过集成多个CCD相机构成立体像对，以数字摄影测量的方式来进行室外场景的室内重建。
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。
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
车载激光扫描技术
数据后处理
数据分类
01
对点云数据进行分类，识别不同类型的目标，如建筑物、植被
、道路等。
数据可视化
02
将点云数据可视化，以图形方式呈现车辆周围的环境和目标。
数据应用
03
根据项目需求，将点云数据应用于不同的领域，如城市规划、
交通管理、考古等。
04
车载激光扫描技术在 不同领域的应用案例
城市规划与建模
现状
目前，车载激光扫描技术已经成为 城市三维建模、智慧城市等领域的 重要技术手段之一，发展前景广阔 。
应用领域与优势
应用领域：城市三维建模、城市规划、交通管理、国土资源 调查、灾害监测、环境保护等。
优势
高效获取数据：车载激光扫描技术可以快速获取大量地形和建筑物 信息，提高数据采集效率。
高精度测量：采用激光测距和精确角度编码器，获得点云数 据精度高，能够满足各种应用需求。
未来发展方向与挑战
未来挑战
需要解决高精度激光雷达传 感器的性能和成本问题，以 满足车载激光扫描技术的实 际应用需求
需要加强车载激光扫描数据 的处理、建模和识别算法的 研究和应用，以提高车载激 光扫描技术的智能化水平
需要探索车载激光扫描技术 与其他传感器的融合和协同 工作的机制和方法，以提高 车载激光扫描技术的综合性 能和应用范围
文物修复
通过车载激光扫描技术获取的文物三维数据，可以为文物修复提供精准的数据支持，提高文物修复的效率和精度 。
05
车载激光扫描技术的 挑战与未来发展
技术瓶颈与解决方案
技术瓶颈 高精度激光雷达传感器的成本和性能问题
车载激光扫描数据的处理、建模和识别算法的开发
技术瓶颈与解决方案
• 激光扫描技术与其他传感器的融合和协同工作
2024年三维激光扫描仪市场分析现状
2024年三维激光扫描仪市场分析现状引言三维激光扫描仪是一种先进的测量设备，广泛应用于建筑、工程、地质勘探、制造业等领域。
本文将对当前三维激光扫描仪市场的现状进行分析。
1. 市场规模三维激光扫描仪市场规模呈现稳步增长的趋势。
根据市场研究数据显示，2019年全球三维激光扫描仪市场规模达到 X 亿美元，在未来几年预计将继续保持增长。
2. 市场驱动因素2.1 技术进步随着科技的不断发展，三维激光扫描仪的技术不断创新和改进。
新的激光扫描仪具有更高的精度、更快的扫描速度和更强的抗干扰能力，满足了用户对于高精度测量的需求。
2.2 应用扩展三维激光扫描仪在建筑、工程、地质勘探、制造业等领域具有广泛的应用。
随着这些行业的发展，对三维激光扫描仪的需求也在不断增加，推动了市场的发展。
2.3 成本降低随着生产成本的下降，三维激光扫描仪的价格越来越亲民，使得更多的用户能够购买和使用。
这促使了市场的扩大和增长。
3. 市场竞争格局目前，三维激光扫描仪市场存在着激烈的竞争。
主要竞争者包括国际知名企业和本土企业。
国际知名企业凭借其品牌优势、技术实力和全球销售网络占据了市场的一定份额。
而本土企业则通过技术创新和定制化服务来提升竞争力。
市场竞争格局将进一步加剧。
4. 市场前景与趋势三维激光扫描仪市场有着广阔的前景。
随着应用领域的不断拓展和技术的进步，三维激光扫描仪将在未来取得更大的市场份额。
另外，随着智能制造和数字化转型的加速推进，三维激光扫描仪在制造业中的应用将得到更广泛的认可和推广。
结论三维激光扫描仪市场规模不断增长，受到技术进步、应用扩展和成本降低的驱动。
市场竞争格局激烈，未来市场前景广阔，将有更多机会和挑战等待着企业。
三维激光扫描仪原理
三维激光扫描仪原理
三维激光扫描仪是一种能够快速获取物体表面三维形状信息的高精度测量设备。
它通过激光束在物体表面的反射和回波信号的接收，实现对物体表面的高精度扫描和测量。
三维激光扫描仪的工作原理是基于激光测距技术和三角测量原理，通过激光束的发射和接收，计算出物体表面各点的三维坐标信息，从而实现对物体表面的快速、精确的三维测量。
首先，三维激光扫描仪通过发射激光束照射到物体表面，激光束在物体表面被
反射后，激光束的回波信号被接收器接收到。
接收器接收到回波信号后，根据激光束的发射和接收时间，计算出激光束从发射到接收的时间差，再根据光速和时间差计算出激光束在空间中的传播距离。
其次，三维激光扫描仪通过三角测量原理计算出物体表面各点的三维坐标信息。
三角测量原理是利用已知的一条边和两个角或者两条边和一个角来确定一个三角形的大小和形状。
在三维激光扫描仪中，激光束的发射点、接收点和物体表面上的点构成一个三角形，通过测量激光束的发射点和接收点的坐标，以及激光束在空间中的传播距离，就可以计算出物体表面上各点的三维坐标信息。
最后，三维激光扫描仪通过对物体表面上各点的三维坐标信息进行采集和处理，生成物体的三维模型。
在采集和处理过程中，需要考虑到激光束的发射和接收精度、扫描速度、采样密度等因素，以确保生成的三维模型具有高精度和高质量。
总的来说，三维激光扫描仪的工作原理是基于激光测距技术和三角测量原理，
通过激光束的发射和接收，计算出物体表面各点的三维坐标信息，从而实现对物体表面的快速、精确的三维测量。
三维激光扫描仪在工业制造、建筑测量、文物保护、数字化设计等领域有着广泛的应用前景，是一种非常重要的测量设备。
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。
三维激光扫描仪检定规程
三维激光扫描仪检定规程
三维激光扫描仪检定规程通常是为了确保扫描仪的精确性、稳定性和可靠性。
这些规程可以根据具体的制造商、型号和用途而有所不同，但通常包括以下一般性步骤：
准备工作：
确保检定仪器和设备处于适当的工作环境中，包括温度、湿度等条件。
核实检定仪器和所需的标准是否处于有效期内。
校准前的准备：
清理和校准扫描仪的光学元件，确保它们处于良好状态。
检查所有连接和电缆，确保没有断开或损坏。
校准程序：
进行零点校准，确保系统在无输入时输出为零。
进行比例校准，验证扫描仪的尺度和测量单位的准确性。
进行角度校准，确保扫描仪在水平和垂直方向上的测量角度准确。
检查和校准激光强度，确保激光的输出符合标准。
系统性能检测：
进行精度测试，使用标准物体或标准工件来验证扫描仪的空间分辨率和测量精度。
检查系统的重复性和稳定性，确保多次测量的结果一致性。
数据分析和记录：
分析检测到的数据，评估系统的性能和准确性。
记录所有校准和检测的结果，包括任何异常或校准调整。
校准报告：
生成校准报告，详细说明扫描仪的性能、校准过程和结果。
报告中应包括校准的日期、执行校准的人员信息以及任何必要的备注。
维护和追踪：
制定定期维护计划，确保扫描仪的长期性能。
设立系统以跟踪和管理校准的有效性，及时调整和重新校准。
请注意，具体的三维激光扫描仪检定规程可能会因制造商和型号的不同而有所差异。
在执行检定程序之前，建议参考扫描仪的用户手册和制造商提供的文档以获取详细的检定指南。
此外，遵循相关行业标准和法规也是非常重要的。
简述车载三维激光扫描数据采集的主要步骤
简述车载三维激光扫描数据采集的主要步骤车载三维激光扫描数据采集，听起来好像是个高大上的技术活儿，但其实说白了，就是通过车上的激光扫描设备，快速采集周围环境的三维数据。
别看这事儿听起来复杂，实际上每一步都有它的节奏和小窍门。
让我们一起看一下，车载三维激光扫描数据采集的主要步骤吧。
一、设备准备工作1.得检查一下激光扫描仪。
这个激光扫描仪就是我们这次采集工作的核心工具。
机器没准备好，想要采集数据那是门儿都没有。
所以，第一步，得确保激光扫描仪是正常工作的。
像检查电池、数据线是不是牢固，激光头有没有堵住，所有小问题都得排查一遍，不然万一途中出现问题，大家可都得捉襟见肘了。
2.然后就是安装。
车载三维激光扫描仪通常是安装在车顶的，大家也知道，车顶是最能覆盖整个周围环境的地方。
所以，安装时一定要牢牢固定好，不能有一点儿松动。
别让车一开，设备自己跑偏了，扫描数据可就乱了套。
3.除了激光扫描仪本身，GPS定位系统、惯性测量单元（IMU）等设备也得搭配着用。
这些辅助设备可以帮助我们精确定位，确保采集到的每一条数据都能对上实际位置。
没有这些“得力助手”，数据可就没法对得上眼，什么精度都是空话。
二、数据采集过程1.设备准备妥当，接下来就是正儿八经的数据采集了。
车子启动，激光扫描仪开始转动，不一会儿，周围的环境就会被精准地扫描到。
你想象一下，激光一发出去，马上会有反射信号返回，数据就像打了一个个“小钉子”，把周围的一切“钉”下来。
2.这个过程其实是实时的，车开得越快，扫描的速度也得跟上，扫描到的数据越密集、越详细。
比如说，有些地方可能车速慢了些，扫描仪就会更加仔细地“扫”一遍，确保每个角落都不漏掉。
而车速快了的时候，扫描的频率则会自动加快，保证数据收集的连贯性。
3.在采集的过程中，车子最好保持平稳行驶。
因为如果路面不平，或者车辆跳动太大，扫描仪可能会受到干扰，导致采集数据不准确。
嗯，可以说，想要高质量的数据，车子得跟人一样稳重。
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加拿大 OPTECH 产品技术电子文档第十六期 -2-
LynxMobileMapper系统中所特有的双传感器头设计可以将测量的视野最大 化，并将测量的死角最小化。使得道路两侧的目标物能够被完整的覆盖。 在任何移动测量的系统中，做为赋予点云和影像的地理坐标的来源——导航 系统，都是其关键的部件。导航系统一般都会使用GPS和惯导单元。但是，地面 上复杂的状况，例如：树木。建筑物和立交桥等往往会阻断GPS信号。因此，一 套先进的导航系统必须包括其他辅助的传感器和完善的数据处理方法，以使得在 GPS丢失信号的同时其航线的精度也能够得到保障。LynxMobileMapper采用 Applanix公司的POS/LV420系统来收集方向和位置信息，使得系统能都全自动 得收集到带地理坐标的点云。
考虑到该地区的交通拥挤的状况，所以扫描的车速设定为 30Km/h，同时点 云的分辨率为 4cm。在 20 之内，Lynx Mobile Mapper 系统一共扫描了 5 个 街区，共获得 1.44 亿个点。在整个测量区域内我们只设置了一个 GPS 基站。在 数据后处理中，Pointools 软件被用来制作模型。
LynxMobileMapper 工作流程
加拿大 OPTECH 产品技术电子文档第十六期 -11-
加拿大 OPTECH 产品技术电子文档第十六期 -3-
的NMEA导航信号会获取。Lidar激光传感器会通过这种方式来确立本地和GPS 时间差。
导航系统被安装在平台上，拥有自己的方向和位置。要获取正确的激光点云 坐标就必须很精确的知道激光传感器头到导航系统方向和位置。因为这个原因所 以必须在系统每次安装在新的汽车上之后重新进行检校。 道路和高速公路方面的应用 z 公路测量，维护和勘察 z 公路资产清查（交通标志，隔音障，护栏，下水道口，排水沟等） z 公路检测（车辙，道路表面，道路变形） z 公路几何模型（横向和纵向的剖面分析） z 结构分析（立交桥） z 淹水评估分析 z 在 GIS 系统中的叠加分析 z 滑坡分析，危害评估（滑坡变形测量与危害分析，滑石和流水分析） z 交通流量分析，安全评估和环境污染评估 z 土石方量分析 z 驾驶视野和安全分析
4-7 条车道
50 km/hr
勘察车道间缝隙 况调查 应多种客户需求 定义步骤
定义数据格式 构TIN网模型
以用于重建
公路
夜间收集超
过112km的
高速公路
达拉斯一福
42km
特和沃斯，德 市区到机场
州
的连接工程
40 km/hr
将车载激光数据 和机载激光数据
进行融合
车道数据，共 花费2小时
高程赋彩点云图显示了 LynxMobileMapper 测量高层建筑物的能力
加拿大 OPTECH 产品技术电子文档第十六期 -7-
历史建筑物点云图和建模图
在ApplanixPOS/LV420导航系统中， Lynx系统还拥有高精度的IMU，双 GPS天线和一个DMI（距离测量系统）来收集导航数据。双GPS天线的设计可以 在加速在高纬度地区航向角计算的速度。同时，DMI可以提供高精度的车速更新 数据。这可以使得在GPS信号质量很差的情况下可获得相对精度较高的航迹线。 此外，DMI还可以在汽车静止的时候为系统更新实时速度信息（ZeroVelocity Updates ZUPT).
加拿大 OPTECH 产品技术电子文档第十六期 -5-
测量实例 高速公路——雅典到科林斯
在２００８年四月，在希腊从雅典到科林斯一共测量了１２０ｋｍ的高速公 路，其中包括３条车道和两侧的路肩。此项工程的目标是在ＣＡＤ中将主要的地 物特征重建，包含：人行道、路结构、边坡、路标和电线杆，以便将来扩建一条 新的高速公路。
45分，精度为 ± 5cm，使
用一个GPS
基站
加拿大 OPTECH 产品技术电子文档第十六期 -9-
建立信息库
市区
莱切斯特，英 国
5个街区
测区分类
表格 1:关于使用 Lynx Mobile Mapper 进行道路测量的若个例子
位置
测区范围 平均车速
所测地物
成果
高速公路
科林斯—— 雅典 希腊
120km 2条车道
60
2条车道和重建
km/hr 精密3D模型
点云数据
点云数据
道路旁侧状
州际高度公 路
16km 北向 洛杉矶，加州 16km 南向
Lynx Mobile Mapper
——通往成功道路的利器
关于快速，便捷，高效和安全 测绘道路的应用报告
内容 什么是 Lynx？ 关于公路和高速路的应用 项目需求 测绘案例 工作流程 优势分析 最佳实践
北京中翰仪器有限公司 张金昌
１８６２２９２１４９９
２０１２年７月５日
加拿大 OPTECH 产品技术电子文档第十六期 -1-
项目需求 绝大部分的项目都有许多特别的成果要求提交。比如，测量工程师们会被要
求要求关于城市中重点区域已存在的特征地物，比如：路面、边坡、滑坡、信号 牌或是电线杆等，所测得的地物通常会被要求存储在一个空间数据库中，以便作 为将来的参考。有时也会有一些特定的测量参数，比如：平面精度在 2-3cm 或 是高程精度在 1-2cm。一些客户可能会要求特定的成果提交，比如: 做为 1：500 比例尺图。有时，一些测量场地的环境有特殊的要求，比如说：不能妨碍交通运 输通畅，要求安全计划或是需要从当地的交管局获得特殊的许可。除此之外，还 有很多其他的需求会在制定测量计划中中起到决定性的作用，以使得整个测量过 程快速高效。综合以上因素，Lynx Mobile Mapper 系统以其快速。高效、便
安装示例和系统组成
什么是Lynx？ 在很多的环境下，比如对大范围的区域进行制图，利用地面激光测量系统扫
描往往不方面且耗费时间，而车载激光Lidar测量系统就可以克服这个难题。由 Optech公司研制的车载激光Lidar测量系统——LynxMobileMapper，采用机 载激光测量系统技术，专门以大范围的工程制图为目标而设计，整体系统的精度 可以优于5cm。该系统的每个激光头激光脉冲发射率可高达200000Hz（200 000点每秒），并采用360°无阻碍的扫描视场，解析度可达1cm。因此，Lynx MobileMapper系统可以在汽车高速行驶的状况下采集高分辨率的3D数据。
作之后，图表 9 中显示了所有处理和输出数据的主要步骤：
加拿大 OPTECH 产品技术电子文档第十六期 -10-
制定计划 系统准备
测量 下载数据 计算 SBET 处理 Lynx 数据 检查点云 输出数据
测量工作以每小时５０ｋｍ的车速，共耗时３个小时完成。一共包含９。８ 亿个点。点云在WGS84/UTM34坐标系下，分辨率为１１ｃｍ。为了提高最终 的点云精度，一共在测区建立了６个ＧＰＳ基站，并在每隔５０－８０ｍ的地方 设立了控制点。最终的精度为１－２个厘米。
为了能获得最后所要求的结果，多种后处理软件在工程中被应用，包括 PolyWorks和Pointools。同时，原始的点云也被存档以便做为将来的参考。
30 重建建筑数据模 含地理定位 km/hr 型以便于保存 后的点云数
据
y Type Location Area Coverage Vehicle Speed (avg.)
工作流程
下面的图表显示了利用 Lynx Mobile Mapper 在计划和测量的主要操作步
骤。图表 8 显示了在 Lynx 安装调试阶段的主要工作步骤。在计划和完成测量工
加拿大 OPTECH 产品技术电子文档第十六期 -6-
以上的两个测量实例展示了车载激光 Lidar 测量系统 LynxMobileMapper 可在不影响交通的情况下快速的进行测量。Lynx Mobile Mapper 系统展示了 其他传统测量方式所没有的大量的特性，比如：灵活性、数据完整及多样性、精 确性和测量的全天候性。此外，在简单的数据后处理之后，所有带有 3D 坐标的 点云都可以被输出到 CAD 的环境下进行进一步的数据处理和加工。 除此之外，我们还有另外一个令人印象深刻的对比实例供人参考：2007 年， 利用全站仪地面激光扫描仪测量希腊的一段 80km 的高速公路一共需要了 120 个工作日。而在 2008 年使用 Lynx Mobile Mapper 系统在同样的路段进行了 测量，整个测量的过程仅需 3 个小时，同时测量的路段长度扩展为 120km。其 中的差别不言而喻。 经 LynxMobileMapper 系统所获取的点云，不仅仅拥有完整的点云坐标， 更是一个涵盖多重信息并可随时查看的数据库。高密度的点云更容易识别出地物 的特征，比如说：各种建筑结构、边坡、路标和电线杆等。目前，处理后数据的 公司正在积极的寻求方法来进行全自动地物提取和收集、分类以及自动建模。
加拿大 OPTECH 产品技术电子文档第十六期 -4-
高程赋彩点云图和依据点云建模图 高架桥剖面分析和点云中距离量测
隧道点云图及剖面提取