三维激光扫描仪课件.

其他三维激光扫描仪的原理和结构
• Vivid910 • Optech • 天宝（法国Mensi）
本节课结束
• 课后要求
讲座3
三维激光扫描仪的操作方法
复习
• 三维激光扫描仪的原理和结构 • 坐标计算公式
本节课的内容
• 重要概念：点云、标靶、拼合等 • 三维激光扫描仪的使用方法
点云
• 同时测量每个激光脉冲与仪器固有坐标系X 轴的夹角α，XOY面的夹角θ，可以由公式1 算出被测物体表面点的三维坐标。通常用 仪器内部坐标系统。根据扫描点的激光反 射强度,给反射点匹配颜色。扫描点绘制在 屏幕上，组成密集的点云。
仪器坐标系
坐标计算公式
• Ｘ=Ｓｃｏｓθｃｏｓα • Ｙ=Ｓｃｏｓθｓｉｎα • Ｚ=Ｓｓｉｎθ
Cyrax2500三维激光扫描仪产品参 数2
• 激光扫描系统 激光类型 脉冲；专用芯片。 颜色 绿色 安全性 2级（参照CFR1040） 对眼安全，但要避免直射和长时间照射眼睛 光斑大小 ≤6mm/0-50m范围 测距范围 最大 150m 推荐 1.5m-50m（5%-100%） 扫描率 每秒1行/每行小于1000个点 每秒2行/每行小于200个点 扫描密度 可选性 水平方向和垂直方向扫描可以分开选择 可以按一定间隔选取点对点的扫描方式 垂直方向 点与点间的最小间隔0.25mm（小于50米） 水平方向 点与点间的最小间隔0.25mm（小于50米） 行扫描 每行最多1000个点 列扫描 每列最多1000个点
供扫描与建模的计算机平台
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PC系统 最低要求 推荐 处理器 200MHz/奔腾 500MHz/PⅡ RAM 64MB 256MB 硬盘 2GB 20GB 网卡 以太网 以太网 视频卡 SVGA 3D图形加速 操作系统 Windows NT4.0 Windows NT4.0 显示器 800×600；256色 1024×768；真彩色
• Cyrax三维激光扫描系统由三维激光扫描仪 和配套软件组成。仪器内部有一个激光器， 两个旋转轴异面且互相垂直的反光镜。反 光镜由步进电机带动旋转，而激光器发射 的窄束激光脉冲在反光镜作用下，沿纵向 和横向依次扫过被测区域。激光脉冲被物 体漫反射后，一部分能量被三维激光扫描 仪接收。测量每个激光脉冲从发出到返回 仪器所经过的时间，可以计算出仪器和物 体间的距离S 。
特性和功能1
• 通过选取线性矩形框来确定目标范围 任意选取水平方向和垂直方向的扫描密度 完全的“飞行旋转”，缩放和摇动，扫描影像的任意旋转，哪怕在扫 描的过程中也能做到。 给对象增加颜色和材料属性 影像存储/恢复 查看扫描仪的位置 智能化的3D模型输出 视频图象和扫描数据图象同时显示 3D标注可视化 客户许可证 扫描图象和影像的自动连接 多级undo/redo操作功能 扫描图自动排序 诊断信息 计算机辅助获取目标
特性和功能2
• 3D画线 快速将扫描图转换为格网图 云点图可永久保存 用户界面：热键、工具条 64位双精度浮点数据 连续自动存贮 客户/服务器对象本底数据库 在线帮助 项目分层图 软件使用许可方式灵活 多种对象注释方式 测量点云和模型中点间斜距 数据管理 建立并管理图层 建立并管理对象注释 与环境配套的照明设施 公制或英制测量单位可选 输出ASCⅡ格式的数据流，BMP、JPEG格式的图形文件 输入ASCⅡ格式的数据流，Riegl，CGP格式的数据，通过COE输入MicroStation格式 数据。
Βιβλιοθήκη Baidu
CYRAX扫描仪的控制与操作
•
可以建立以下类型的几何体： 平面 角 射线 柱面 盒 目标中心点 顶点 圆锥 球体 直线 多边形 创建观察和交互窗口 几何校正 根据激光反射强度获取彩色扫描图象 用户定义质量检查方式 平面、柱面、球面的区域扩张 多次扫描的坐标纠正 对目标采用平面或球面建模的方式自动实施整体纠正 抽取点云图 支持多种坐标系统 目标的插入、复制和编辑 获取并在计算机屏上显示视频图象 基本的概念设计和二维绘图工具 遥控操作
Cyrax2500三维激光扫描仪产品参 数3
• 视野 垂直方向 最大40°角 水平方向 最大40°角 三角基座 360°水平旋转 +105°/-90°垂直方向旋转 空间体积 19900m3 /扫描（精度小于6mm） 占据体积（最大）1592003 /扫描（距离小于100m） 扫描光 双镜，随机通道 由外壳和玻璃罩保护 视频目标 480×480彩色 电力 供电 AC 90-240VAC; 50-60Hz DC 12V 功率 100W 电池 密封的铅酸电池 电池容量 20°C以下供电4小时
讲座2
三维激光扫描仪的原理和结构
复习
• 三维激光扫描仪的概念 • 三维激光扫描仪的由来 • 三维激光扫描仪的技术应用和发展
本节课的内容
• 三维激光扫描仪的原理和结构 • 掌握：坐标计算的原理 • 了解：三维激光扫描仪的结构
Cyra三维激光扫描系统简介
• 徕卡Cyra三维激光扫描系统组成 1、Cyrax2500三维激光扫描仪 2、Cyclone3.0软件。 3、笔记本电脑 4、三脚架 5、电池和充电器 6、目标牌和电缆
三、徕卡Cyra三维激光扫描系统的 主要特点
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1、体积小、重量轻，操作简单、装拆便利， 具备良好的野外操作性能。 2、扫描范围大、速度快、精度高。 3、快速建立三维景观模型、图形图象数据 一次获取。
Cyrax2500三维激光扫描仪产品参 数1
• 总体 仪器类型 高速、高精度激光探测扫描仪 使用界面 笔记本电脑 扫描仪驱动器 伺服马达 光学视眼 一体化视频照相机 系统性能 单点精度 点位 ±6mm/1.5m-50m距离 距离 ±1mm 角度 ±0.5” 形成模型表面的精度 ±2mm
二、徕卡Cyra三维激光扫描系统的 工作原理
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Cyrax2500三维激光扫描仪向目标发射激光 脉冲，依次扫描被测区域，快速获得地面 景观的三维坐标和反射光强，利用 Cyclone3.0软件进行三维建模，生成地面 景观的三维图象和可量测点阵数据，并可 方便地转化为多种输出格式的图形产品。
结构和原理