三维扫描的技术原理及点云处理_三维扫描-3d扫描-三维扫描建模-三维测量-亿嘉维度

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日期：2021-08-25

浏览次数：75 作者：亿嘉维度

三维扫描的技术原理及点云处理

三维扫描技术定义
三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势.
三维激光扫描技术是近年来出现的新技术，在国内越来越引起研究领域的关注。它是利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。由于三维激光扫描系统可以密集地大量获取目标对象的数据点，因此相对于传统的单点测量，三维激光扫描技术也被称为从单点测量进化到面测量的革命性技术突破。
该技术在文物古迹保护、建筑、规划、土木工程、工厂改造、室内设计、建筑监测、交通事故处理、法律证据收集、灾害评估、船舶设计、数字城市、军事分析等领域也有了很多的尝试、应用和探索。三维激光扫描系统包含数据采集的硬件部分和数据处理的软件部分。按照载体的不同，三维激光扫描系统又可分为机载、车载、地面式和手持型几类。
三维激光扫描仪分类及原理
目前地面式三维激光扫描仪按测量原理划分有两种：
2.1.1脉冲式测量原理
由激光发射器发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收.测距仪同时记录激光往返的时间.光速和往返时间的乘积的一半.就是测距仪和被测量物体之间的距离，设备记录本身在水平和垂直方向的旋转角度，再通过软件，计算出三维数据。
2.1.2相位式测量原理
相位式测量是用无线电波段的频率ω-欧米伽 .对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟φ-fai.再根据调制光的波长λ-lam.da.换算此相位延迟所代表的距离（t=φ/ω；D=1/2 ct），即用间接方法测定出激光往返测线所需的时间，设备记录本身在水平和垂直方向的旋转角度，通过软件计算出三维数据。
两种方式三维激光扫描仪主要性能特点
2.2.1脉冲式：
a. 射程：大于300米，最远的甚至达到6,000米；
b. 精度：对于中距离脉冲扫描式三维激光扫描仪（最大射程：< 2,000米）： ±2 mm –±7 mm （测量距离<50米时）；对于超长距离脉冲扫描式三维激光扫描仪（最大射程：< 6,000米）： ±15 mm （测量距离50米以内时）；
c. 最大激光发射频率：2,000 – 300,000赫兹；
d. 扫描速度：受脉冲式影响，扫描速度受到限制；
e. 太阳光和室外光线对扫描点数和精度影响：小；
g. 应用于以下领域:测绘.矿山.隧道.电力.水利.通讯.环境.建筑.地质.警务.消防.爆破.航海.铁路.反恐/军事.农业.林业.房地产.休闲/户外运动等。
2.2.2相位式
·a. 射程：受相位式影响，扫描射程会受限制。0.4-350M。
·b. 精度：0.3-1mm （距离：< 25米）；±1 mm （距离：< 50米）。
·c. 激光发射频率：30万 – 120万赫兹。
·d. 扫描速度：随所设定的激光发射频率变化。
·e. 太阳光和室外光线对扫描点数和精度影响：有影响。
总结：
脉冲式三维激光扫描仪，扫描距离远，精度较差，扫描速度慢
相位式三维机光扫描仪，扫描速度快，精度高，但扫描距离短。
主要应用：
脉冲式：大型测量-测绘、矿山、水力水电、隧道、铁路、地质变形监测、城市规划
相位式：密集复杂测量-考古、飞机轮船等工业制造业、管道、石油钻井平台、科研、医学、影视
我们选择地面式三维激光扫描仪是应根据自己实际要求选择脉冲式还是相位式，选择好扫描方式后就要关注参数了
1.选择激光发射频率（扫描速度）高的
2.选着角度分辨率小的
3.抗外界干扰能力强的
从扫描仪到建模软件流程

使用不同扫描仪进行扫描
根据项目需求，使用不同扫描仪进行扫描
三维扫描