三维激光扫描技术原理.doc
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1、三维激光扫描技术原理近年来,随着工程测量服务领域的不断拓宽以及三维设计制造对测量精度的要求,传统的测量仪器如全站仪、断面仪等已不能满足高精度的三维坐标采集和“逆向工程”的需要。相比这些传统的测量技术,三维激光扫描技术具有极大的技术优势,特别是在数据采集方面,具有高效、快捷、精确、简便等特点,被广泛的应用于各个领域。三维激光扫描技术原理随着三维激光扫描仪在工程领域的广泛应用,这项国际上近期发展的高新技术已经引起了广大科研人员的关注。这种技术采用非接触式高速激光测量方式,来获取地形或复杂物体的几何图形数据和影像数据,最终通过后处理软件对采集的点云数据和影像数据进行处理分析,转换成绝对坐标系中的三维
2、空间位置坐标或者建立结构复杂、不规则场景的三维可视化模型,既省时又省力,同时点云还可输出多种不同的数据格式,做为空间数据库的数据源和满足不同应用的需要。三维激光扫描系统组成整个系统通常由以下四部分组成:1)三维激光扫描仪;2)数码相机;3)后处理软件4)电源以及附属设备。如图1:三维激光扫描仪的分类三维激光扫描仪按照扫描平台可以分为:机载(或星载)激光扫描系统、地面型激光扫描系统、便携式激光扫描系统。三维激光扫描仪作为现今时效性最强的三维数据获取工具,按照其有效扫描距离可进行如下分类:(1)短距离激光扫描仪:其最长扫描距离不超过3m,-般最佳扫描距离为0.61.2m,通常这类扫描仪适合用于小型
3、模具的量测,扫描速度快且精度较高,可以多达三十万个点,精度至土0.018mm。例如:美能达公司的VIVID 910,手持式三维数据扫描仪FastScan等,属于此类。(2)中距离激光扫描仪:最长扫描距离小于30m,其多用于大型模具或室内空间的测量。(3)长距离激光扫描仪:扫描距离大于30m,其主要应用于建筑物、矿山、大坝、大型土木工程等的测量。例如:奥地利Rieg|公司的LMS Z420i三维激光扫描仪和瑞士Leica公司的C10激光扫描仪等,属于此类。(4)航空激光扫描仪:最长扫描距离通常大于1公里,且需要配备精确的导航定位系统,其可用于大范围地形的扫描测量。之所以这样分类,是因为激光测量的
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