三维激光扫描技术及其发展

三维激光扫描技术简介：

定义：通过激光测距原理（包括脉冲激光和相位激光），瞬时测得空间三维坐标值的测量技术。

特点：1.三维测量

传统测量概念里，所测的的数据最终输出的都是二维结果（如CAD出图），在现在测量仪器里全站仪，GPS比重居多，但测量的数据都是二维形式的，在逐步数字化的今天，三维已经逐渐的代替二维，因为其直观是二维无法表示的，现在的三维激光扫描仪每次测量的数据不仅仅包含X,Y,Z点的信息，还包括 R,G,B颜色信息，同时还有物体反色率的信息，这样全面的信息能给人一种物体在电脑里真实再现的感觉，是一般测量手段无法做到的。

2.快速扫描

快速扫描是扫描仪诞生产生的概念，在常规测量手段里，每一点的测量费时都在2-5秒不等，更甚者，要花几分钟的时间对一点的坐标进行测量，在数字化的今天，这样的测量速度已经不能满足测量的需求，三维激光扫描仪的诞生改变了这一现状，最初每秒 1000点的测量速度已经让测量界大为惊叹，而现在脉冲扫描仪（scanstation2）最大速度已经达到50000点每秒，相位式扫描仪（HDS6000）最高速度已经达到500000点每秒，这是三维激光扫描仪对物体详细描述的基本保证，古文体，工厂管道，隧道，地形等复杂的领域无法测量已经成为过去式。

3.应用领域广泛

作为新的高科技产品，三维激光扫描仪已经成功的在文物保护、城市建筑测量、地形测绘、采矿业、变形监测、工厂、大型结构、管道设计、飞机船舶制造、公路铁路建设、隧道工程、桥梁改建等领域里应用。三维激光扫描仪，其扫描结果直接显示为点云（pointcloud 意思为无数的点以测量的规则在计算机里呈现物体的结果），依据点云能够提取任何你想得到的信息。

一、传统三维激光扫描仪器的“硬伤”：

1. 因为技术限制设备体积较大，因此操作时必须有支架支撑。这样就限制了扫描仪器在空间狭窄区域的应用，如扫描汽车内饰。

2. 一般都需要外部定位系统，也就是说被测工件必须是静止不动的，这样才能使扫描仪器的精确定位，同时保证各个方位扫描的点云数据处于同一坐标系下。

3. 无法实现多扫描头并行工作，注定在扫描大器件时工作周期长。

二、三维数字扫描技术的革命

加拿大CREATFORM公司的Handyscan 3D堪称三维数字扫描技术的革命。它的新技术革新给三维激光扫描技术带来了全新的概念。

Handyscan

1）自定位专利技术，允许扫描时扫描仪器和被测工件随意运动，也就是说扫描时可人手持扫描仪，围绕晃动中的工件随意扫描。扫描结构被定义在一个统一的坐标系中。

2) 手持式，非常便携（980克), 扫描无局限，室内，室外。

3）支持带颜色扫描，扫描时可直接将物体三维模型、颜色属性扫入电脑内，方便对模型颜色属性有要求的工作者进行模型后处理。

4) 自动生成STL三角网格实体图形。可跳过点云文件直接生产格式更经凑的STL三角网格，方便后处理。

5）可多台扫描头同时工作扫描，所有数据都在同一坐标系中

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