什麼是三維激光掃描數據處理

『壹』 三維激光掃描儀的應用領域

三維激光掃描儀已經成功的在文物保護、城市建築測量、地形測繪、采礦業、變形監測、工廠、大型結構、管道設計、飛機船舶製造、公路鐵路建設、隧道工程、橋梁改建等領域里應用。

三維激光掃描儀，其掃描結果直接顯示為點雲（pointcloud 意思為無數的點以測量的規則在計算機里呈現物體的結果），利用三維激光掃描技術獲取的空間點雲數據,可快速建立結構復雜、不規則的場景的三維可視化模型，既省時又省力，這種能力是現行的三維建模軟體所不可比擬的 。

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三維激光掃描儀的分類：

三維激光掃描儀按照掃描平台的不同可以分為：機載(或星載) 激光掃描系統、地面型激光掃描系統、攜帶型激光掃描系統。

三維激光掃描儀作為現今時效性最強的三維數據獲取工具可以劃分為不同的類型。通常情況下按照三維激光掃描儀的有效掃描距離進行分類，可分為：

（1）短距離激光掃描儀：其最長掃描距離不超過3m，一般最佳掃描距離為 0.6～1.2m，通常這類掃描儀適合用於小型模具的量測，不僅掃描速度快且精度較高，可以多達三十萬個點精度至± 0.018mm。

例如美能達公司出品的 VIVID 910 高精度三維激光掃描儀，手持式三維數據掃描儀 FastScan等等，都屬於這類掃描儀。

（2）中距離激光掃描儀：最長掃描距離小於 120 m的三維激光掃描儀屬於中距離三維激光掃描儀，其多用於大型模具或室內空間的測量。例如：瑞士Leica 公司出品的 ScanStation P30/P40 三維激光掃描儀就屬於這類掃描儀。

（3）長距離激光掃描儀 : 掃描距離大於 270m的三維激光掃描儀屬於長距離三維激光掃描儀，其主要應用於建築物、礦山、大壩、大型土木工程等的測量。例如：瑞士Leica 公司出品的 ScanStation P30/P40 三維激光掃描儀就屬於這類掃描儀。

（4）超長測程激光掃描儀：最長掃描距離通常大於 1 公里，並且需要配備精確的導航定位系統，其可用於大范圍地形的掃描測量。例如：瑞士Leica 公司出品的 ScanStation P50 三維激光掃描儀就屬於這類掃描儀。

之所以這樣進行分類， 是因為激光測量的有效距離是三維激光掃描儀應用范圍的重要條件，特別是針對大型地物或場景的觀測，或是無法接近的地物等等，這些都必須考慮到掃描儀的實際測量距離。

此外，被測物距離越遠， 地物觀測的精度就相對較差。 因此，要保證掃描數據的精度， 就必須在相應類型掃描儀所規定的標准范圍內使用。

『貳』 三維激光掃描儀的知識有哪些

主要分類：

按測量方式可分為基於脈沖式；基於相位差；基於三角測距原理。

按用途可分為為室內型和室外型。也就是長距離和短距離的不同。一般基於相位差原理的三維激光掃描儀測程較短，只有百米左右。而基於脈沖式原理的三維激光掃描儀測程較長，測程最遠的可達6公里。

按生產廠家不同：青島恆准（中國），Z+F(德國)，Surphaser（美國），I-site (澳大利亞maptek)，Riegl（奧地利），徠卡（瑞士），天寶（美國），Optech（加拿大），拓普康（日本），Faro等產家。

基本功能：

三維測量：傳統測量概念里，所測的的數據最終輸出的都是二維結果（如CAD出圖），在測量儀器里全站儀，GPS比重居多，但測量的數據都是二維形式的， 在逐步數字化的今天，三維已經逐漸的代替二維，因為其直觀是二維無法表示的，三維激光掃描儀每次測量的數據不僅僅包含X,Y,Z點的信息，還包括R,G,B顏色信息，同時還有物體反色率的信息，這樣全面的信息能給人一種物體在電腦里真實再現的感覺，是一般測量手段無法做到的。

快速掃描：

快速掃描是掃描儀誕生產生的概念，在常規測量手段里，每一點的測量費時都在2-5秒不等，更甚者，要花幾分鍾的時間對一點的坐標進行測量，在數字化的今天，這樣的測量速度已經不能滿足測量的需求，三維激光掃描儀的誕生改變了這一現狀，最初每秒1000點的測量速度已經讓測量界大為驚嘆，而現在脈沖掃描儀（scanstation2）最大速度已經達到50000點每秒，相位式掃描儀Surphaser三維激光掃描儀最高速度已經達到120萬點每秒，這是三維激光掃描儀對物體詳細描述的基本保證，古文體，工廠管道，隧道，地形等復雜的領域無法測量已經成為過去式。

無臂式手持 3D 掃描系統和雙攝像頭感測器形成了一個獨特的組合，確保在實驗室和工作場所能生成最精確的測量值。 這一完備且功能強大的檢測方案提高了測量過程的可靠性、速度和多功能性。 在鉸接臂方面與其他 3D 掃描儀相比較，光學 3D 掃描系統可以完全自由移動，顯著提高了工作效率和質量！

『叄』 三維掃描儀的工作原理是怎麼樣的

三維掃描儀的基本工作原理是：採用一種結合結構光技術、相位測量技術、計算機視覺技術的復合三維非接觸式測量技術。採用這種測量原理，使得對物體進行照相測量成為可能，所謂照相測量，就是類似於照相機對視野內的物體進行照相，不同的是照相機攝取的是物體的二維圖象，而研製的測量儀獲得的是物體的三維信息。與傳統的三維掃描儀不同的是，該掃描儀能同時測量一個面。測量時光柵投影裝置投影數幅特定編碼的結構光到待測物體上，成一定夾角的兩個攝像頭同步採得相應圖象，然後對圖象進行解碼和相位計算，並利用匹配技術、三角形測量原理,解算出兩個攝像機公共視區內像素點的三維坐標。

至於具體的三維掃描儀產品可以訪問威布三維官網查看。

『肆』 三維激光掃描技術的發展和應用是什麼情況

應用就很廣泛，前景應該還行的，不過對於一些表面結構復雜的激光的容易有死角。拍照式的三維掃描儀，光學的現在在逆向這塊應該也很廣泛。文物方面的國內有一家三維掃描儀的公司也在掃，拍大型一點的文物用三維掃描儀和攝影測量系統也可以的。

『伍』 什麼是三維激光掃描儀

文名稱:
三維激光掃描儀
英文名稱:
three
dimensional
laser
scanner
定義:
通發射激光掃描獲取測物體表面三維坐標反射光強度儀器種接觸式主測量系統
三維激光掃描技術稱實景復制技術測繪領域繼GPS技術技術革命突破傳統單點測量具高效率、高精度獨特優勢.三維激光掃描技術能夠提供掃描物體表面三維點雲數據用於獲取高精度高辨率數字形模型
三維激光掃描技術世紀九十代期始現項高新技術繼GPS空間定位系統項測繪技術新突破通高速激光掃描測量面積高辨率快速獲取測象表面三維坐標數據快速、量採集空間點位信息快速建立物體三維影像模型提供種全新技術手段由於其具快速性接觸性穿透性實、態、主性高密度、高精度數字化、自化等特性其應用推廣能像GPS引起測量技術革命
三維激光掃描技術近現新技術內越越引起研究領域關注利用激光測距原理通記錄測物體表面量密集點三維坐標、反射率紋理等信息快速復建測目標三維模型及線、面、體等各種圖件數據由於三維激光掃描系統密集量獲取目標象數據點相於傳統單點測量三維激光掃描技術稱單點測量進化面測量革命性技術突破該技術文物古跡保護、建築、規劃、土木工程、工廠改造、室內設計、建築監測、交通事故處理、律證據收集、災害評估、船舶設計、數字城市、軍事析等領域嘗試、應用探索三維激光掃描系統包含數據採集硬體部數據處理軟體部按照載體同三維激光掃描系統機載、車載、面手持型幾類

『陸』 激光三維掃描儀原理是什麼

三維激光掃描技術是近年來出現的新技術，在國內越來越引起研究領域的關注。它是利用激光測距的原理，通過記錄被測物體表面大量的密集的點的三維坐標、反射率和紋理等信息，可快速復建出被測目標的三維模型及線、面、體等各種圖件數據。由於三維激光掃描系統可以密集地大量獲取目標對象的數據點，因此相對於傳統的單點測量，三維激光掃描技術也被稱為從單點測量進化到面測量的革命性技術突破。該技術在文物古跡保護、建築、規劃、土木工程、工廠改造、室內設計、建築監測、交通事故處理、法律證據收集、災害評估、船舶設計、數字城市、軍事分析等領域也有了很多的嘗試、應用和探索。三維激光掃描系統包含數據採集的硬體部分和數據處理的軟體部分。按照載體的不同，三維激光掃描系統又可分為機載、車載、地面和手持型幾類。
應用掃描技術來測量工件的尺寸及形狀等原理來工作。主要應用於逆向工程，負責曲面抄數，工件三維測量，針對現有三維實物（樣品或模型）在沒有技術文檔的情況下，可快速測得物體的輪廓集合數據，並加以建構，編輯，修改生成通用輸出格式的曲面數字化模型。

『柒』 什麼是三維激光掃描儀

三維激光掃描儀，又名實景復制技術，其主要利用的是激光測距的原理，即通過對被測物體表面大量點的三維坐標、紋理、反射率等信息的採集，來對其線面體和三維模型等數據進行重建。該種方法精度高、性能好，在交通事故處理、土木工程、室內設計、數字城市、建築監測、災害評估、軍事分析等諸多方面都存在應用，且其突破了傳統的單點測量，使得掃描技術向面測量邁進。

『捌』 三維激光掃描技術及在隧道監測中的應用

近年來

隨著各大城市公共建設的加速發展

隧道的開挖、檢測、維護工作量明顯增大

加之隧道結構的復雜性、避光性等因素

隧道監測勘測工作告急

探索符合社會需求的隧道科學勘測手段

做好隧道工程施工與運營工作

是社會民生經濟正常發展的重要保障

傳統的全站儀、斷面儀等隧道勘測方式佔用過多的施工時間，監測效率很低，且數據結果表述單一，需要大量的技術人員配合，對於人力物力的消耗較大。

• 掃描范圍：350m

• 可視范圍：614米處最大50萬點/秒；307米處100萬點/秒；153米處200萬點/秒

• 測量速度：最大200萬點/秒

• 測距誤差：±1mm

• 解析度：彩色1億6千5百萬像素

Faro Focus S plus 350多功能化

• 捕捉的三維數據可在挖掘計劃制定期間用於進行質量控制；

• 精確定位混凝土、圓柱和其他組件；

• 表面平整度分析，以及健康和安全合規性；

• 所有項目合作夥伴都可以訪問相同的可靠數據，以實現緊密協作，從而進一步降低出現誤差和返工的風險；

• 用掃描的站點信息更新設計數據可確保最終移交文檔滿足當今嚴格的准確性要求，最終建造出符合要求的工程建築。

三維激光掃描技術為隧道數據勘測提供了新的方法和手段，同時也推動了空間三維數據獲取方式向著實時化、動態化、集成化、數字化和智能化的方向發展。

『玖』 三維激光掃描數據建模流程

利用三維激光掃描數據建模，包含數據預處理、數字模型還原、激光數據契合、模型位置對應、模型貼圖反饋和模型輸出等步驟。

4.1.2.1 數據預處理

通過Faro Scene軟體對掃描的數據進行預處理，其中包括去噪、拼接、合並等。

步驟一：利用Faro Scene打開點雲數據（圖4.4）。

圖4.4 打開點雲數據菜單

步驟二：使用Faro Scene 軟體的自動去噪功能，通過設置反射系數或離群點自動去噪，降低噪點值，提高數據精確度（圖4.5）。

圖4.5 降噪菜單

步驟三：在點雲數據表面任意找出3～4個同名點，通過軟體的自動拼接功能將同一物體的不同數據精確地拼接到一起（圖4.6）。

圖4.6 標記掃描點視圖

步驟四：通過我們標記的同名點，合並掃描數據。將不同的掃描數據以同名點為相對坐標，將掃描數據自動合並到一起（圖4.7）。

圖4.7 布置掃描菜單

4.1.2.2 數字模型還原

通過KUBIT PointCloud 6.0軟體對合並好的激光數據進行數字模型還原。

步驟一：在Faro Scene 軟體中將已經處理合並好的點雲數據，導出為 KUBIT Point⁃Cloud 6.0軟體支持的數據格式，如PTC、XYZ等（圖4.8）。

步驟二：通過 KUBIT PointCloud 6.0 軟體，將導出的數據載入到 CAD 平台中（圖4.9、圖4.10）。

圖4.8 導出掃描數據菜單、打開點雲數據菜單

圖4.9 插入點雲數據菜單

步驟三：通過KUBIT PointCloud 6.0 軟體提供的點雲切片、裁剪等編輯以及建模功能，將激光數據還原為數據模型（圖4.11、圖4.12、圖4.13）。

圖4.10 三維激光掃描點雲數據

圖4.11 激光數據編輯功能

圖4.12 建模功能菜單

圖4.13 點雲數據實體化圖像

4.1.2.3 激光數據契合

通過KUBIT PointCloud 6.0軟體對模型進行激光數據契合，提高模型精度。

步驟一：使用KUBIT PointCloud 6.0軟體將建立好的三維模型與激光點雲數據同時載入到CAD平台下（圖4.14）。

圖4.14 碰撞檢測功能菜單

步驟二：使用 KUBIT PointCloud 6.0 軟體的碰撞檢測功能，檢測點雲與模型的契合度。

4.1.2.4 模型位置對應

通過KUBIT PointCloud 6.0軟體對模型進行位置對應。

步驟一：使用KUBIT PointCloud 6.0軟體將圖像插入到模型所在視圖中（圖4.15）。

圖4.15 插入圖像菜單

步驟二：為圖像與模型的對應選擇控制點或者同名點（圖4.16）。

圖4.16 選擇控制點或同名點菜單

步驟三：通過選擇的同名點或控制點軟體就可以自動將圖像與模型位置一一對應（圖4.17）。

圖4.17 選擇圖片導向菜單

4.1.2.5 模型貼圖反饋

模型位置對應後，通過KUBIT PointCloud 6.0軟體對模型進行貼圖反饋。

步驟一：進行位置對應後，通過材質瀏覽器將圖像反饋到模型上（圖4.18）。

步驟二：反饋後的文件可以通過貼圖菜單中的平面貼圖、長方體貼圖、柱面貼圖等命令進行調整或編輯（圖4.18）。

圖4.18 貼圖反饋菜單

4.1.2.6 模型輸出

貼圖完成後進行貼圖嵌入式模型輸出。

步驟一：在CAD菜單中選擇文件菜單下的輸出命令（圖4.19）。

圖4.19 貼圖嵌入式模型輸出菜單

步驟二：在彈出的對話框中選擇文件類型的下拉菜單，在其中選擇嵌入式的模型文件（如FBX等）進行輸出（圖4.20）。

圖4.20 選擇文件類型視圖