三維激光掃描儀可以用在什么地方?它的技術(shù)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(shí)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(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的***次技術(shù)革命。它突破了傳統的單點(diǎn)測量方法,具有高效率、高精度的獨特優(yōu)勢。三維激光掃描技術(shù)能夠提供掃描物體表面的三維點(diǎn)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(kāi)始出現的***項技術(shù),是繼GPS空間定位系統之后又***項測繪技術(shù)新突破。它通過(guò)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??梢钥焖?、大量的采集空間點(diǎn)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(shù)手段。由于其具有快速性,不接觸性,實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、主動(dòng)性,高密度、高精度,數字化、自動(dòng)化等特性,其應用推廣很有可能會(huì )像GPS***樣引起測量技術(shù)的又***次革命。
三維激光掃描技術(shù)是近年來(lái)出現的新技術(shù),在***內越來(lái)越引起研究領(lǐng)域的關(guān)注。它是利用激光測距的原理,通過(guò)記錄被測物體表面大量的密集的點(diǎn)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(xiàn)、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(diǎn),因此相對于傳統的單點(diǎn)測量,三維激光掃描技術(shù)也被稱(chēng)為從單點(diǎn)測量進(jìn)化到面測量的革命性技術(shù)突破。該技術(shù)在文物古跡保護、建筑、規劃、土木工程、工廠(chǎng)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(lǐng)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(chē)載、地面和手持型幾類(lèi)。
應用掃描技術(shù)來(lái)測量工件的尺寸及形狀等原理來(lái)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(shí)物(樣品或模型)在沒(méi)有技術(shù)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(lèi):
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(cháng)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(cháng),測程***遠的可達6公里。
按生產(chǎn)廠(chǎng)***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(chǎn)***。
在三維激光掃描儀的不斷發(fā)展日漸成熟,三維掃描設備也逐漸商業(yè)化,三維激光掃描儀的巨大優(yōu)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(diǎn)云數據。這樣***來(lái)可以高效地對真實(shí)世界進(jìn)行三維建模和虛擬重現。因此,其已經(jīng)成為當前研究的熱點(diǎn)之***,并在文物數字化保護、土木工程、工業(yè)測量、自然災害調查、數字城市地形可視化、城鄉規劃等領(lǐng)域有廣泛的應用。
(1)測繪工程領(lǐng)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(chǎng)、電廠(chǎng)、化工廠(chǎng)等大型工業(yè)企業(yè)內部設備的測量;管道、線(xiàn)路測量、各類(lèi)機械制造安裝。
(3)建筑、古跡測量方面:建筑物內部及外觀(guān)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(chǎng)虛擬模型,現場(chǎng)保護性影像記錄。
(4)緊急服務(wù)業(yè):反恐怖主義,陸地偵察和攻擊測繪,監視,移動(dòng)偵察,災害估計,交通事故正射圖,犯罪現場(chǎng)正射圖,森林火災監控,滑坡泥石流預警,災害預警和現場(chǎng)監測,核泄露監測。
(5)娛樂(lè )業(yè):用于電影產(chǎn)品的設計,為電影演員和場(chǎng)景進(jìn)行的設計,3D游戲的開(kāi)發(fā),虛擬博物館,虛擬旅游指導,人工成像,場(chǎng)景虛擬,現場(chǎng)虛擬。
(6)采礦業(yè):在露天礦及金屬礦井下作業(yè),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(jìn)行三維掃描。