三維激光掃描儀可以用在什么地方?它的技術原理是怎么樣的?
三維激光掃描系統主要由三維激光掃描儀、計算機、電源供應系統、支架以及系統配套軟件構成。三維激光掃描儀作為三維激光掃描系統的主要組成部分,是由激光射器、接收器、時間計數器、馬達控制可旋轉的濾光鏡、控制電路板、微電腦、CCD機以及軟件等組成,是測繪領域繼GPS技術之后的***次技術革命。它突破了傳統的單點測量方法,具有高效率、高精度的獨特優勢。三維激光掃描技術能夠提供掃描物體表面的三維點云數據,因此可以用于獲取高精度高分辨率的數字地形模型。
它是在上世紀九十年代中期開始出現的***項技術,是繼GPS空間定位系統之后又***項測繪技術新突破。它通過高速激光掃描測量的方法,大面積高分辨率地快速獲取被測對象表面的三維坐標數據。可以快速、大量的采集空間點位信息,為快速建立物體的三維影像模型提供了***種全新的技術手段。由于其具有快速性,不接觸性,實時、動態、主動性,高密度、高精度,數字化、自動化等特性,其應用推廣很有可能會像GPS***樣引起測量技術的又***次革命。
三維激光掃描技術是近年來出現的新技術,在***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。由于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,因此相對于傳統的單點測量,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、建筑、規劃、土木工程、工廠改造、室內設計、建筑監測、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采集的硬件部分和數據處理的軟件部分。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。主要應用于逆向工程,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,并加以建構,編輯,修改生成通用輸出格式的曲面數字化模型。
那么它按照幾種方式可以分為***下幾種種類:
按測量方式:分為基于脈沖式;基于相位差;基于三角測距原理。
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。***般基于相位差原理的三維激光掃描儀測程較短,只有百米左右。而基于脈沖式原理的三維激光掃描儀測程較長,測程***遠的可達6公里。
按生產廠***不同:可分為Z+F(德***),Surphaser(美***),I-site (澳大利亞maptek),Riegl(奧地利),徠卡(瑞士),天寶(美***),Optech(加拿大),拓普康(日本),Faro等產***。
在三維激光掃描儀的不斷發展日漸成熟,三維掃描設備也逐漸商業化,三維激光掃描儀的巨大優勢就在于可以快速掃描被測物體,不需反射棱鏡即可直接獲得高精度的掃描點云數據。這樣***來可以高效地對真實世界進行三維建模和虛擬重現。因此,其已經成為當前研究的熱點之***,并在文物數字化保護、土木工程、工業測量、自然災害調查、數字城市地形可視化、城鄉規劃等領域有廣泛的應用。
(1)測繪工程領域:大壩和電站基礎地形測量、公路測繪,鐵路測繪,河道測繪,橋梁、建筑物地基等測繪、隧道的檢測及變形監測、大壩的變形監測、隧道地下工程結構、測量礦山及體積計算。
(2)結構測量方面:橋梁改擴建工程、橋梁結構測量、結構檢測、監測、幾何尺寸測量、空間位置沖突測量、空間面積、體積測量、三維高保真建模、海上平臺、測量造船廠、電廠、化工廠等大型工業企業內部設備的測量;管道、線路測量、各類機械制造安裝。
(3)建筑、古跡測量方面:建筑物內部及外觀的測量保真、古跡(古建筑、雕像等)的保護測量、文物修復,古建筑測量、資料保存等古跡保護,遺址測繪,贗品成像,現場虛擬模型,現場保護性影像記錄。
(4)緊急服務業:反恐怖主義,陸地偵察和攻擊測繪,監視,移動偵察,災害估計,交通事故正射圖,犯罪現場正射圖,森林火災監控,滑坡泥石流預警,災害預警和現場監測,核泄露監測。
(5)娛樂業:用于電影產品的設計,為電影演員和場景進行的設計,3D游戲的開發,虛擬博物館,虛擬旅游指導,人工成像,場景虛擬,現場虛擬。
(6)采礦業:在露天礦及金屬礦井下作業,以及***些危險區域人員不方便到達的區域。例如:塌陷區域、溶洞、懸崖邊等進行三維掃描。