三维扫描仪的应用
三维扫描仪的应用
三维扫描仪三维扫描仪（3D scanner）是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状（几何构造）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）。
搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。
三维扫描仪的制作并非仰赖单一技术，各种不同的重建技术都有其优缺点，成本与售价也有高低之分。目前并无一体通用之重建技术，仪器与方法往往受限于物体的表面特性。例如光学技术不易处理闪亮（高反照率）、镜面或半透明的表面，而激光技术不适用于脆弱或易变质的表面。
三维扫描仪的应用三维扫描技术是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构进行扫描，以获得物体表面的空间坐标。
近年来，三维扫描技术在制造业中应用越来越广泛，高速三维扫描及数字化系统在逆向工程中发挥着越来越重要的作用，并在汽车、家电等行业得到成功应用。
近年来，市场对产品设计的要求发生了巨大的变化，多品种、小批量代替了少品种、大批量的生产模式。逆向工程在对已有产品进行数据丈量拟合、分析、改进设计，比传统产品的开发过程要快很多，由于三维扫描具备逆向工程的特点，因此极大地满足了市场对新产品的需求。
三维扫描技术可实现非接触测量，以三维扫描技术为原理的设备主要以三次元测量系统为主，与传统测量手段相比，具有速度快、精度高等优点。
目前，三维扫描技术主要应用于以下几个方面：①逆向工程。②扫描实物，建立CAD数据。③对于不能使用三维CAD数据的部件，建立数据。④检测。⑤生产线质量控制和产品元件的形状检测。等等。
三维扫描仪原理与应用论文
三维扫描仪 学号：123456789 姓名：(⊙o⊙)… 摘要：三维扫描仪(3D scanner) 是一种科学仪器，用来检测并分析现实世界中物体或环境的形状（几何构造）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。 关键字：三维扫描仪 CCD 机器视觉测量逆向工程 正文：三维扫描仪是光电传感器的一种，一般用于测量物体的三维坐标。从而间接地得到被测物的空间坐标，尺寸，形状。以及通过计算机处理得到的三维坐标矩阵，合成机器视觉。 机器视觉用途很广，比如可用于机械手视觉向导、产品外观尺寸检测、逆向工程等。真正实现生产智能化、自动化。节约人力成本。服务工农业。非常具有研究价值！ 下面讨论三维扫描仪的工作原理。逐点扫描型：
图1 图2
由图1可看出，中间的激光发射装置逐点发射激光，激光以点的形式射到物体表面并反射，被2个CCD相机所捕捉（CCD相机都为对激光光波敏感，对可见光光波不敏感类型）。捕捉到的信息传入计算机进行处理。计算机通过计算像素中心线到激光反射点的像素差（图2所示），计算出CCD相机中心线与激光反射点到CCD相机这条直线的角度，间接计算出θ1和θ2(图1所示)。 2个CCD 相机距离已知，所成夹角已知。当计算出θ1和θ2后，根据三角形原理，可计算出激光反射点的相对坐标（X，Y）。同理，如果在激光发射装置的上面放一个CCD相机，便可计算出激光反射点的竖直坐标Z。至此，通过一个激光发射装置，3个不同方向放置的CCD相机，就可测量激光反射点的相对三维坐标（X,Y,Z）。 如果激光发射装置逐点发射，CCD相机逐点捕捉，通过计算机处理后可得到一条线的三维坐标，如果激光发射装置逐行发射，CCD相机逐行捕捉，输入计算机处理后便可得到一个面的三维坐标，称作面的三维坐标矩阵。 下面谈谈三维扫描仪的应用，通过上面的方法，就可得到了一个面的三维坐标矩阵。把这个三维坐标矩阵输入计算机，让计算机进行处理，比如数字滤波，变换，特征提取等。就可得知所扫描物体的尺寸形状，距离等。能让计算机判断所扫描物体的几何尺寸，边缘等特征信息。以便向机械手发出动作指令。真正实现视觉信息引导机械手工作！使得机械手更加智能化。精度高的还能检测所扫描物体面的粗糙程度。 除了上面所讲的高端应用机器视觉指引机械手动作外，恐怕大部分企业购买三维扫描仪的用途是逆向工程。通过扫描现有的成品零件，逆向生成CAD文件或模型，然后生成CAM文件。就可生产制造出产品！省去了开发设计环节！大大节
三维激光扫描仪使用说明
瑞士徕卡三维激光扫描仪 产品型号：ScanStation c10 徕卡测量系统股份有限公司HDS高清晰测量系统部门是三维激光扫描解决方案的供应商，她是全球范围内将三维激光扫描技术应用于改建工程、细部测量、工程设计与咨询以及地形测量项目的领导者。其先进的高清晰测量扫描仪、软件以及“交钥匙”系统是高精度、确保投资回报、容易使用以及手段灵活的完美结合。除了这些产品之外，徕卡也向客户提供最全 面的客户服务和支持，并把客户介绍给业内最大也是经验最丰富的服务商网络。 徕卡测量系统的HDS产品家族包括：基于时间测量的HDS3000和ScanStationc10测量系统,基于相位测量的超高速系统HDS6000.这样的产品组合再结合Ｃyclone软件和CAD 插件Cloudworx，我们为用户提供完整的工程解决方案，用户可以获得符合徕卡品质的测量成果、完整的ＣＡＤ工具集成、高精度的可提交成果以及海量工扫描数据管理能力。 徕卡ScanStation 全球第一个带有全站仪功能的三维激光扫描仪 全方位视场角 360°×270°双轴补偿±5′ 全站仪级别的单点测量精度 有效的测距范围 300米 模型表面精度±2mm 全新四大特点： 1、全方位视角:360°×270° 徕卡ScanStation c10全站式扫描仪能够扫描建筑的天花板或顶棚、桥梁下底面、架空管道支撑架、高大物体的立面、柱状或塔式建筑物。全站仪的视场角没有限制，因此，测量员和其它专业人员在安置徕卡ScanStation 全站式扫描仪时，不需为视场角问题费心劳神。 2、高精度双轴（倾斜）补偿器:双轴补偿±5′分辨率1” 比全站仪更加灵活和自由，徕卡ScanStation c10全站式扫描仪可以根据测量控制点完成高精度的导线测量，因为它使用了和徕卡全站仪一样高精度的双轴（倾斜）补偿器。 3、测量级的点位精度:模型表面的精度±2mm 和有些扫描仪通过“多次测量取平均”的方法达到测量级的精度不同，徕卡ScanStation c10全站式扫描仪测量的单点精度也能达到测量级的精度。在远距离扫描时，徕卡ScanStation c10全站式扫描仪的超精细扫描保证了标靶扫描的精度以及扫描拼接的精度，用户会切身体会到其中的好处。
三维激光扫描分类及工作操作规范
三维激光扫描分类及工作 操作规范 Revised by Hanlin on 10 January 2021
一、地面激光扫描系统 1、概述 地面激光扫描仪系统类似于传统测量中的全站仪，它由一个激光扫描仪和一个内置或外置的数码相机，以及软件控制系统组成。二者的不同之处在于激光扫描仪采集的不是离散的单点三维坐标，而是一系列的“点云”数据。这些点云数据可以直接用来进行三维建模，而数码相机的功能就是提供对应模型的纹理信息。 2、工作原理 三维激光扫描仪发射器发出一个激光脉冲信号，经物体表面漫反射后，沿几乎相同的路径反向传回到接收器，可以计算日标点P与扫描仪距离S，控制编码器同步测量每个激光脉冲横向扫描角度观测值α和纵向扫描角度观测值β。三维激光扫描测量一般为仪器自定义坐标系。X轴在横向扫描面内，Y轴在横向扫描面内与X轴垂直，Z轴与横向扫描面垂直。获得P的坐标。进而转 换成绝对坐标系中的三维空间位置坐标或三维模型。 3、作业流程 整个系统由地面三维激光扫描仪、数码相机、后处理软件、电源以及附属设备构成，它采用非接触式高速激光测量方式，获取地形或者复杂物体的几何图形数据和影像数据。最终由后处理软件对采集的点云数据和影像数据进行处理转换成绝对坐标系中的空间位置坐标或模型，以多种不同的格式输出，满足空间信息数据库的数据源和不同应用的需要。（1）、数据获取 利用软件平台控制三维激光扫描仪对特定的实体和反射参照点进行扫描，尽可能多的获取实体相关信息。三维激光扫描仪最终获取的是空间实体的几何位置信息，点云的发射密度值，以及内置或外置相机获取的影像信息。这些原始数据一并存储在特定的工程文件
三维激光扫描仪工作流程
三维激光扫描仪应用于地形测量操作流程： 第一步、建立工程及数据下载 1.1 新建工程： 点击工具栏“project”命令-“New”-选择工程在计算机中存贮位置并为工程命名；1.2设备连接： 双击工程名在出现的对话框中点击“Instrument”命令并且在“Network”命令下设置IP 地址为“192.168.0.234”（对应扫描仪中IP地址）。 1.3 数据下载 点击工具栏“HELP”-“download and convert”-选取需要的数据进行下载。（可右键工程名称点”check all”全选所有数据） 第二步、选取反射片或公共点。 在新接触RIEGL扫描仪或无明显公共特征地物的情况下不建议运用选取公共点进行点云数据的拼接，最好是每站摆设3个反射片来进行粗拼和坐标系的转换。 选取反射片一般在2D视图下灰度模式中的点云数据中选取
且与选取的公共点区分开）
在2D视图中选取反射片后，可在3D视图中拖入标记的反射片来检查标记的反射片位置是否正确，若发现反射片偏离，可在TPL中删除改点，在3D视图中重新选择。 第三步、导入外业实测反射片坐标（反射片坐标是用RTK测得） 把外业RTK点(TXT格式或者CSV格式)导入TPL(GLCS)需要注意X6位Y7位;
如果我们是用选取公共点进行站站之间的粗拼，或用反射片进行粗拼，可以在TPL(GLCS)中选取所有点右键，复制到TPL(PRCS)。 注意：一般我们在野外作业时都是用磁罗盘进行定向配合GPS进行数据扫描，内业一般就可以不用进行粗拼，第四步可以跳过，所以我们不用将TPL(GLCS)中的点复制到TPL(PRCS)中。 第四步、粗拼 粗拼就是将站站之间的位置在一定的误差范围内重合。粗拼有三种方法 一、在野外作业时都是用磁罗盘进行定向配合GPS进行数据扫描，相对位置不会发生 太大的变化，我们可以理解为已经粗拼完成。某些个别站因为各种原因可能会发生相对位置变化很大的情况，我们可以通过改变某站扫描数据的X、Y、Z坐标进行粗拼。 例：假设第一站（①）的点云数据相对位置正确，我们将第二站（②）的点云数据与 ①的点云数据进行粗略拼接。 步骤为 将①②的点云数据放到一个视图窗口上，调整至较为清晰的公共部分
三维激光扫描仪分类及原理
三维激光扫描仪分类及原 理 Prepared on 24 November 2020
三维激光扫描仪分类及原理 地面三维激光扫描技术的出现是以三维激光扫描仪的诞生为代表，有人称“三维激光扫描系统”是继GPS (Global Position System)技术以来测绘领域的又一次技术革命。三维激光扫描技术是一种先进的全自动高精度立体扫描技术，又称为“实景复制技术”，是继GPS空间定位技术后的又一项测绘技术革新，将使测绘数据的获取方法、服务能力与水平、数据处理方法等进入新的发展阶段。传统的大地测量方法，如三角测量方法，GPS测量都是基于点的测量，而三维激光扫描是基于面的数据采集方式。三维激光扫描获得的原始数据为点云数据。点云数据是大量扫描离散点的结合。三维激光扫描的主要特点是实时性、主动性、适应性好。三维激光扫描数据经过简单的处理就可以直接使用，无需复杂的费时费力的数据后处理；且无需和被测物体接触，可以在很多复杂环境下应用；并且可以和GPS等集合起来实现更强、更多的应用。三维激光扫描技术作为目前发展迅猛的新技术，必定会在诸多领域得到更深入和广泛的应用。 对空间信息进行可视化表达，即进行三维建模，通常有两类方法：基于图像的方法和基于几何的方法。基于图像的方法是通过照片或图片来建立模型，其数据来源是数码相机。而基于几何的方法是利用三维激光扫描仪获取深度数据来建立三维模型，这种方法含有被测场景比较精确的几何信息。 三维激光扫描仪的分类： 三维激光扫描仪按照扫描平台的不同可以分为：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可以划分为不同的类型。通常情况下按照三维激光扫描仪的有效扫描距离进行分类，可分为：（1）短距离激光扫描仪：其最长扫描距离不超过3m，一般最佳扫描距离为0. 6～1. 2 m，通常这类扫描仪适合用于小型模具的量测，不仅扫描速度快且精度较高，可以多达三十万个点精度至±0.018 mm。例如:美能达公司出品的VIVID 910高精度三维激光扫描仪，手持式三维数据扫描仪FastScan等等，都属于这类扫描仪。 （2）中距离激光扫描仪：最长扫描距离小于30 m的三维激光扫描仪属于中距离三维激光扫描仪，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的三维激光扫描仪属于长距离三维激光扫描仪，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Riegl公司出品的LMS Z420i三维激光扫描仪和加拿大Cyra 技术有限责任公司出品的Cyrax 2500激光扫描仪等，属于这类扫描仪。 （4）航空激光扫描仪：最长扫描距离通常大于1公里，并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。 之所以这样进行分类，是因为激光测量的有效距离是三维激光扫描仪应用范围的重要条件，特别是针对大型地物或场景的观测，或是无法接近的地物等等，这些都必须考虑到扫描仪的实际测量距离。此外，被测物距离越远，地物观测的精度就相对较差。因此，要保证扫描数据的精度，就必须在相应类型扫描仪所规定的标准范围内使用。 三维激光扫描仪工作原理：
三维激光扫描仪
利用三维激光扫描仪提取塌陷裂缝 张飞跃 （西安科技大学，陕西西安 710600） 摘要：三维激光扫描技术作为一种新兴的测量技术，是一种先进的、自动化的、非接触式、高精度三维激光技术，是继GPS之后测量技术的又一次革新。由于地面沉降引起的地裂缝是一种日趋普遍且显著的地质问题，对矿区地表作物及生态产生重大影响。利用三维激光扫描仪并结合数字图像技术提取塌陷裂缝是对三维激光技术应用的又一次扩展。论文对三维激光扫描仪进行了详细的介绍说明并通过对矿区实地数据的处理和分析，探索三维激光扫描仪在地表变形监测领域的应用理论和方法。 关键词：三维激光扫描技术，点云数据处理，数字滤波，裂缝信息提取 Using three-dimensional laser scanner to extract Surface crack ZHANG Fei-Yue (xi’an university of science and technology) Abstract：As a new measurement technique,three-dimensional laser scanning technology is an advanced, automated, non-contact, high-precision three-dimensional laser technology, following another GPS measurement technology innovations. Due to cracks caused by ground subsidence is a common and increasingly significant geological problems, there has a significant impact on the mine surface crops and https://www.360docs.net/doc/e32492791.html,ing three-dimensional laser scanner and digital image technology to extract collapse crack is another expansion of three-dimensional laser technology .This paper has been illustrated and described in detail by mine field data processing and analysis for three-dimensional laser scanner,to explore the three-dimensional laser scanner application theory and methods in the field of surface deformation monitoring. Key words: Three-dimensional laser scanning technology，Point cloud data processing，Digital Filter，Cracks information extraction 0 引言 三维激光扫描系统是一种集高新科技于一身的空间数据获取系统。利用地面三维激光扫描技术，可以进行复杂地形地貌的地区或是管线设施密集的工厂进行扫描作业，并可以直接实现各种大型的、复杂的、不规则、标准或非标准的实体或实景三维数据完整的采集，进而快速重构出实体目标的三维模型及线、面、体、空间等各种制图数据。同时，还可对采集的三维激光点云数据进行各种后处理分析，如测绘、分析、模拟、展示、监测、虚拟现实等操作。 在矿山开采沉陷研究中，传统地表沉陷观测方法在地表变形盆地主断面上步设一定密度的监测点获取地表变形数据。监测点数量有限，并且在较长的观测周期中出现因监测点难以保护而造成点位丢失的现象，给之后的数据处理工作带来
三维激光扫描仪的使用说明
甘肃启奥地理信息工程服务有限公司 三维激光扫描仪 使用规范 二零一二年十二月
三维激光扫描仪以其长距离，高精度，快速度数据扫描的特点，能在条件恶劣，人员无法抵达的环境里，完成了一系列高难度、高强度的测绘任务，发挥出了其独有的优势，给我们测绘带来前所未有的效益。在使用RIEGL VZ-1000近一年半的时间里，我们也总结了很多经验，我将此仪器的常规操作做一简要总结，作为基本的使用规范： 一、外业基础工作 1.配件及外业准备工作 三维激光扫描仪外业测绘所需配件有：RIEGL VZ-1000主机、充电器、电瓶、电瓶充电器、数据线、电源线、笔记本电脑(电池，鼠标等)。 辅助设备：RTK1+1模式、仪器箱、内六方扳手、背包（仪器保护小棉袄）、木质脚架，简易脚架、记录本、觇板、反射贴片，卷尺等。 2.充电 1）三维激光扫描仪自带电池直接可以充电，由于其自身的电池保护功能在电池电量没有完全用完的情况下，首先开机放电，让其正常耗电，电量小于10%以下，电量显示为红色，方可继续充电，否则无法充电。充电时间保持8小时以上。 2）电瓶充电时，必须严格按照正负极标注进行接线，严禁违规操作。接通电瓶充电器，绿灯亮后，在仪表盘上，电压设置12V,电流设置18A以上。充电时间保持10小时以上。 3）其余设备（RTK、笔记本电脑、对讲机等）按正常标准充电，
充分保证野外工作的顺利经行 3.外业数据采集 1）找到合适的仪器架设位置后，固定脚架，使其基本平整，将扫描仪固定到脚架上，拧紧连接螺旋。先连接数据线(注意卡口，切记野蛮连接)，如果需用电瓶供电，再连接电源线缆。打开供电按钮，启动一起，同时启动电脑。在距离扫描仪15米左右视野开阔的地方，固定简易脚架，设置反射贴片位置,并记录反射贴片高度，反射贴片正对扫描仪。 2）扫描仪开机后，仪器下方出现激光束投射到地面上，找准激光位置，做好标记，量取仪器高并记录(激光投射地面点到脚架基座的高度,单位m)。 3）笔记本启动后，桌面上点击图标，启动软件，进入软件操作界面（见图1）。 图1 软件操作界面
关于三维激光扫描仪测量方法的分析以及其发展前景
关于三维激光扫描仪测量方法的分析以及其发展前景 【摘要】本文主要通过图表分析探讨了三维激光扫描仪测量距离、角度等方法，并针对三维激光扫描仪测量技术的不足之处讨论其未来发展趋势，为相关工作开辟思路。 【关键词】三维激光扫描仪；测量方法；发展前景 【abstract 】this paper mainly through the chart analyses and discusses the 3 d laser scanner distance is measured, Angle and other methods, and in the light of the 3 d laser scanner measurement technology deficiency discuss the future development trend, for related work open up ideas. 【key words 】 3 d laser scanner; Measuring methods; Development prospect 在科学技术高速发展的今天，人们认知事物的角度已经逐渐由二维空间向三维空间过度，与此同时，三维激光扫描仪测量技术被各个领域广泛应用，三维激光扫描仪测量又叫作实景复制，其具有扫描快、实时性、信息量大、自动化、精确度高等优势，在文物保护、医药研究、军事训练、工程勘测等领域都具有深渊的意义。 一、三维激光扫描仪的工作原理 三维激光扫描仪运用了激光的方向性、单色性、高亮性、相干性等特点，实现了测量速度快，操作简单，测量精确度高等目的，本文主要通过测量距离原理、测量角度原理、扫描原理、定向原理四个方面探讨三维激光扫描仪的工作原理，具体内容如下。 （一）测量距离原理 距离测量是激光扫描的关键环节，其测量方法主要有三种：三角测量法、脉冲测量法、相位测量法。 1.三角测量法 三角测量法主要是通过几何关系来实现距离的测量，首先得出扫描中心与扫描对象之间的距离，之后再通过激光的发射点、接收点以及目标反射点组成空间三角形，如图1所示。 图1：三角测量法
三维激光扫描仪的原理与其应用
三维激光扫描仪 2.1三维激光扫描仪研究背景 自上个世纪60年代激光技术已经开始出现，激光技术以其单一性和高聚积度在20世纪获得巨大发展。实现了从一维到二维直至今天广泛应用的三维测量的发展，实现了无合作目标的快速高精度测量。而且数字地球，数字城市等一系列概念的提出，我们可以看到：信息表达从二维到三维方向的转化，从静态到动态的过渡将是推动我国信息化建设和社会经资源环境可持续发展的重要武器。目前，各种各样的三维数据获取工具和手段不断地涌现，推动着三维空间数据获取向着实时化、集成化、数字化、动态化和智能化的方向不断地发展，三维建模和曲面重构的应用也越来越广泛[1]。传统的测绘技术主要是单点精确测量，难以满足建模中所需要的精度、数量以及速度的要求。而三维激光扫描技术采用的是现代高精度传感技术，它可以采用无接触方式，能够深入到复杂的现场环境及空间中进行扫描操作。可以直接获取各种实体或实景的三维数据，得到被测物体表面的采样点集合“点云”，具有快速、简便、准确的特点。基于点云模型的数据和距离影像数据可以快速重构出目标的三维模型，并能获得三维空间的线、面、体等各种实验数据，如测绘、计量、分析、仿真、模拟、展示、监测、虚拟现实等。 其中，地面三维激光扫描技术的研究，已经成为测绘领域中的一个新的研究热点。它采用非接触式高速激光测量的方式，能够获取复杂物体的几何图形数据和影像数据，最终由后处理数据的软件对采集的点云数据和影像数据进行处理，并转换成绝对坐标系中的空间位置坐标或模型，能以多种不同的格式输出，满足空间信息数据库的数据源和不同项目的需要。目前这项技术已经广泛应用到文物的保护、建筑物的变形监测、三维数字地球和城市的场景重建、堆积物的测定等多个方面。 2.2 三维激光扫描技术研究现状 2.2.1 主要的三维激光扫描仪介绍 随着三维激光扫描技术研究领域的不断扩大，生产扫描仪的商家也越来越多。主要的有瑞士Leica公司，美国的FARO公司和3D DIGITAL公司、奥地利的RIGEL公司、加拿大的OpTech公司、法国MENSI公司、中国的北京荣创兴业科技发展公司等。这些扫描仪在扫描距离、扫描精度、点间距和数量、光斑点的大小等指标有所不同[2]。主要的分类见图1-1和表1-1。
三维扫描实验指导书一资料
三维扫描实验项目指导书（一） 自动化三维扫描
目录 1.实验目的 (1) 2.实验原理 (1) 3.实验内容及步骤 (1) 3.1开机 (1) 3.2系统标定 (2) 3.3转台手动操作 (10) 3.4路径规划 (10) 3.5修改自动化程序代码 (11) 3.6自动化运行 (12) 4.注意事项 (13) 4.1使用注意事项 (13) 4.2设备注意事项 (13) 4.3安全警告 (13) 5.撰写实验报告 (14)
1.实验目的： （1）学习自动化三维扫描仪的调试及使用方法，初步掌握空间曲面三维扫描的方法。 （2）具体了解点云数据处理流程，为逆向工程技术运用奠定基础。 2.实验原理： 扫描仪工作原理： 扫描时，光栅投影装置投影数副特定编码的结构光到待测物体，成一定夹角的两个摄像头同步采集相应的图像，然后对图像进行编码和相位计算，利用三角形扫描原理、匹配技术，算解出两个摄像头公共视区内像素点得到三维坐标。 自动化三维扫描与检测系统由于其自动化程度高，可针对不同外形的产品进行最优扫描路径规划，从而高效完成检测任务，整个过程无需人为干预。 本实验使用的是武汉惟景三维科技有限公司所生产的PowerScan-Auto系列自化扫描测量与检测系统，设备由以下工业级机械臂与PowerScan-Pro1.3M扫描仪组成。 PowerScan-Pro1.3M扫描仪具体参数如下： 3 .实验内容及步骤： 3.1、开机 打开机器人控制柜电源，打开电脑。打开PowerScan软件。打开TCPIP软件，软件界面如图1.1所示，在本地端口框中输入12548，连接端口框中输入5490，目标IP地址为192.168.125.5，协议选择为TCP Client，在最下面勾选十六进制接受框，点击连接按钮，将设备、机器人和软件连接起来。（注：在自动化未运行时，需手动连接设备、机器人和软件，防止软件一直检测是否连接而造成卡顿。自动化运行前需将连接断开，自动化运行时，自动化程序会自行连接设备、机器
三维激光扫描技术
三维激光扫描技术 三维激光扫描技术 三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，作为20 世纪90 年代中期开始出现的一项高新技术，是测绘领域继GPS技术之后的又一次技术革命，通过高速激光扫描测量的方法，大面积、高分辨率地快速获取物体表面各个点的(x.y.z)坐标、反射率、(R.G.B)颜色等信息，由这些大量、密集的点信息可快速复建出1:1的真彩色三维点云模型，为后续的业处理、数据分析等工作提供准确依据。具有快速性，效益高、不接触性、穿透性、动态、主动性，高密度、高精度，数字化、自动化、实时性强等特点，很好的解决了目前空间信息技术发展实时性与准确性的颈瓶。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。三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型，主要通过高速激光扫描测量的方法，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据，大量的空间点位信息。是快速建立物体的三维影像模型的一种全新的技术手段。三维激光扫描技术使工程大数据的应用在众多行业成为可能。如工业测量的逆向工程、对比检测；建筑工程中的竣工验收、改扩建设计；测量工程中的位移监测、地形测绘；考古项目中的数据存档与修复工程等等。 三维激光扫描原理 三维激光扫描仪利用激光测距的原理，通过高速测量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。 三维激光扫描技术引入建筑工程的意义 随着三维扫描技术的发展与成熟，它很快成为空间数据获取的一种重要技术手段，并在很多行业引起技术性变革的热潮。目前，国建筑行业处于变革的阶段，BIM在我们从事的行业中引爆，但是都处于一种建模，碰撞分析，检测等方面，但都没有深入衔接现实，忽略施工工地数据流与建筑信息模型间的流通转化，何谈运维，所以bim模型去哪了？并没有贯穿到bim 的全生命周期中去。三维激光扫描技术在BIM中的应用是最基础的一个重要环节，对现场实际数据的采
三维扫描技术应用背景
背景 特种承压设备的设计、生产、安装、使用等环节受质监局监管，监管中检验检测环节交由我们单位完成，检验完成后出具报告给用户并提交给质监局，作为使用证发证依据。法定检验检有制作监检、安装监检及法定检验。法定检验按检验内容不同，周期分为半年、一年、两年、三年不等。 以压力管线为例，管线类设备分布错综复杂：
对象 锅炉（2-50米高） 压力管道（附属阀门、连接压力容器、锅炉等设备） 安全阀 压力容器（1-10几米） 作业场所 厂区外（供气供热等长输设备） 厂区内（建筑物外） 建筑物内（交错、横穿房间楼层、存在天花板夹层、墙里、有可能人无法爬进去的地方。） 业务 1、管道制造监检 2、管道安装监检 3、管道法定定期监检（半年、1年、3年、6年）
=全面检验,资料审查,宏观检查、安全保护装置,单线图, =超声波检测,金相分析,壁厚测定,泄漏性试验,红外成像检测,硬度测定, =导波检测报告,耐压强度校验报告、红外成像检测 =安全状况等级评定,超标缺陷安全等级评定 =等等 三维激光扫描成果 1、通过三维扫描技术，可以获取设备点云数据，从点云提取三维模型实现设备对象化，与业务数据关联，建设基于三维仿真的数字化工厂； 2、在检验检测过程中应用三维扫描设备，快速获取设备外形特征、走向分布规律，智能的自动的获取设备1比1的数字模型信息，自动生成检验检测过程中需要的过程数据，比如单线图、设备采样点位置、检验轨迹顺序等（以往的方式是手绘）； 3、基于提取的三维模型，搭建三维仿真数字工厂，快速精准定位设备，实现1比1精细化管理设备，实现设备物联网。 设备应用方式 1、寻找测绘公司以测绘工程方式立项采集用户设备的三维激光扫描点云数据，租用设备，并提取设备三维数字模型，建立广州特种承压设备基础数据库，作为广州特种承压设备的静态基础数据，在上建设应用以及在工作里实现数据维护。 2、单位成立三维激光扫描采集小组，采购激光扫描仪器，专门找时间去到用户厂区对设备进行扫描，并进行数据处理。 3、采购激光扫描仪模块，研究快速智能自动设备三维模型的方法，集成、改造硬件，开发配套软件，在检验检测过程中使用扫描仪辅助检验检测。提高检验检测的效率，便捷的获取更丰富更完善的检验检测辅助数据并采集设备的点云数据及三维模型数据。 建设需求 1、改造设备，便于在实际特种承压设备生产环节中可以方便携带，方便使
三维扫描仪使用方法及操作技巧
三维扫描仪使用方法及操作技巧 三维扫描仪大体分为接触式三维扫描仪和非接触式三维扫描仪。其中非接触式三维扫描仪又分为光栅三维扫描仪（也称拍照式三维描仪）和激光扫描仪。而光栅三维扫描又有白光扫描或蓝光扫描等，激光扫描仪又有点激光、线激光、面激光的区别。 三维扫描仪功能： 1：三维扫描仪的用途是创建物体几何表面的点云（point cloud），这些点可用来插补成物体的表面形状，越密集的点云可以创建更精确的模型（这个过程称做三维重建）。若扫描仪能够取得表面颜色，则可进一步在重建的表面上粘贴材质贴图，亦即所谓的材质映射（texture mapping）。 2：三维扫描仪可模拟为照相机，它们的视线范围都体现圆锥状，信息的搜集皆限定在一定的范围内。两者不同之处在于相机所抓取的是颜色信息，而三维扫描仪测量的是距离。手持式三维扫描仪 手持式三维扫描仪原理：线激光手持三维扫描仪，自带校准功能，采用635nm的红色线激光闪光灯，配有一部闪光灯和两个工业相机，工作时将激光线照射到物体上，两个相机来捕捉这一瞬间的三维扫描数据，由于物体表面的曲率不同，光线照射在物体上会发生反射和折射，然后这些信息会通过第三方软件转换为3D图像。在扫描仪移动的过程中，光线会不断变化，而软件会及时识别这些变化并加以处理。光线投射到扫描对象上的频率高达28，000points/s，所以在扫描过程中移动扫描仪，哪怕扫描时动作很快，也同样可以获得很好的扫描效果，手持式三维扫描仪工作时使用反光型角点标志贴，与扫描软件配合使用，支持摄影测量和自校准技术。 定位目标可以使操作员根据其需要的任何方式360移动物体。真正便携手持三维扫描仪，可装入手提箱，携带到作业现场或者工厂间转移十分方便。实现激光扫描技术的一些最高数据质量，保持较高解析度，同时在平面上保持较大三角形，从而生成较小的STL文件。设备的形状和重量分布有利于长时间使用，避免发生肌肉骨骼问题。功能多样并方便用户
三维激光扫描仪好用吗
三维激光扫描仪是否好用？一个汽车行业技术人员的回复或许可以解答以上问题，在采访大量技术人员，得到的回答基本大同小异，“真是检测、逆向相关工作的利器啊！以前一个礼拜的工作量，现在只要半天就做完了！”所以，在实际操作应用中，我们也不难发现，三维扫描仪确实好用! 三维扫描仪在工业领域的好用性可以体现在以下几个方面： 在测量速度方面，三维扫描的测量效率可以达到CMM的数倍，这样可以提高检测频率，更快速的发现问题并分析产品的变化。经过我们的实际现场测试，扫描一辆完整的白车身只需要3个小时，同时由于使用的是手持三维扫描仪，所以可以完成车厢内部及底部等狭小空间的扫描工作。而且设备动态跟踪，可以无限扩展量程，因此不管是几厘米的零部件，还是几米的汽车，都能快速获取精确的三维数据。 1、三维扫描可以全尺寸色差分析，任意添加测点。由于其精度
高、稳定性好、便携度高，可以完成绝大部门产品的检测任务，完全可作为常规检测手段，大幅提升监控体量，利于产品尺寸稳定性控制。 2、在非大规模常规产品的应用方面，比如模具型面的检测，三维扫描可以快速检测模具型面的尺寸，检测型面贴合率，为模具研配优化提供量化数据依据；在冲压件扫描方面，可以快速检测零件尺寸，分析零件的回弹，给冲压件尺寸的整改优化提供有效的数据支持。可进行冲压件特征线R角大小的扫描检测，给零件之间特征线匹配检查提供帮助。 3、设备轻巧易携带外业很简单。 比如我们一位铸造客户的问题，他们生产的都是大型铸件。由于扫描仪量程限制、现场环境差、工件翻面数据拼接困难等因素导致这种大型工件的检测任务困难重重。而三维扫描的优势就出来了
①便携式设备，可以在车间的任何位置开始工作。 ②激光扫描，不受现场自然光线影响，不受工件表面状况影响。 ③自定位坐标系统使扫描精度不受工件震动、移动、翻面等位移 的影响。 ④免“蛙跳”的换站方式，可以自由无限扩展量程。 PS：在精度方面三维激光扫描仪更具优势，原因是因为连续工作，相当于将多次单次扫描的数据拼接在一起，一帧一帧的照片拼接起来，在拼接的过程中，一般采用具有反射材质的target来进行定位，由于激光是通过识别反射target来定位的，当识别到有target 时，会根据软件预设虚拟出一个坐标，而白光或蓝光是通过摄像头来记录，这样，就会有一个角度的问题，所以在进行连续工作时，激光三维扫描仪的精度会比白光或蓝光的更高一些。 刚刚我们回答了在工业方面，三维扫描仪很好用，那么在非工业方面，三维扫描仪好用不好用呢？ 现在的三维激光扫描仪效率更高，更加便捷，数据质量更高。可通过对物体空间外形和结构及色彩进行扫描，获得物体表面的空间坐标，所以可进行实景复制。最新的TVB剧《法证先锋4 》第一集中，就出现了2款三维扫描仪还原凶案现场，其中一款是地面空间三维扫描仪，可以快速、简便、高数据精度、全角度、可测量的实现了犯罪
三维激光扫描
9.3三维激光扫描仪及其在地形测量中的应用 三维激光扫描仪是无合作目标激光测距仪与角度测量系统组合的自动化快速测量系统，在复杂的现场和空间对被测物体进行快速扫描测量，直接获得激光点所接触的物体表面的水平方向、天顶距、斜距、和反射强度，自动存储并计算，或得点云数据。最远测量距离可达数千米，最高扫描频率可达每秒几十万，纵向扫描角θ接近90o，横向可绕仪器竖轴进行360o全圆扫描，扫描数据可通过TCP/IP协议自动传输到计算机，外置数码相机拍摄的场景图像可通过USB数据线同时传输到电脑中。点云数据经过计算机处理后，结合CAD可快速重构出被测物体的三维模型及线、面、体、空间等各种制图数据。 目前，生产三维激光扫描仪的公司很多，典型的有瑞典的Leica公司、美国的3DDIGITAL公司和Polhemus公司、奥地利的RIGEL公司、加拿大的OpTech 公司等。它们各自产品的测距精度、测距范围、数据采样率、最小点间距、模型化点定位精度、激光点大小、扫描视场、激光等级、激光波长等指标会有所不同，可根据不同的情况如成本、模型的精度要求等因素进行综合考虑之后，选用不同的三维激光扫描扫描仪产品。图12-21是几种不同型号的地面三维激光扫描仪。 一、地面三维激光扫描仪测量原理 无论扫描仪的类型如何，三维激光扫描仪的构造原理都是相似的。三维激光扫描仪的主要构造是由一台高速精确的激光测距仪，配上一组可以引导激光并以均匀角速度扫描的反射棱镜组成。激光测距仪主动发射激光，同时接受由自然物表面反射的信号从而可以进行测距，针对每一个扫描点可测得测站至扫描点的斜距，再配合扫描的水平和垂直方向角，可以得到每一扫描点与测站的空间相对坐标。如果测站的空间坐标是已知的，则可以求得每一个扫描点的三维坐标。地面三维激光扫描仪测量原理图如图12-22所示。 地面三维激光扫描仪测量原理主要分为测距、扫描、测角和定向等4个方面。 1.测距原理 激光测距作为激光扫描技术的关键组成部分，对于激光扫描的定位、获取空间三维信息具有十分重要的作用。目前，测距方法主要有脉冲法和相位法。 脉冲测距法是通过测量发射和接收激光脉冲信号的时间差来间接获得被测目标的距离。激光发射器向目标发射一束脉冲信号，经目标反射后到达接收系统，
三维激光扫描仪都有哪些种类
顾名思义，扫描仪就是用来对物体进行扫描的工具，通过扫描我们可以得到物体的成像。但是其他产品和工具一样，扫描仪的种类也是多样的，并且不同种类的扫描仪特点和优势也各不相同。今天我们就一起来了解一下在扫描领域比较先进的三维激光扫描仪。下面将从不同类型的三维激光扫描仪有哪些特点和优势给大家进行简单的介绍。 三维激光扫描仪按照扫描成像方式的不同，激光扫描仪可分为一维(单点)扫描仪、二维(线列)扫描仪和三维(面列)扫描仪。而按照不同工作原理来分类，可分为脉冲测距法（亦称时间差测量法）和三角测量法。 1、脉冲测距法：激光扫描仪由激光发射体向物体在时间t1发送一束激光，由于物体表面可以反射激光，所以扫描仪的接收器会在时间t2接收到反射激光。由光速c，时间t1，t2算出扫描仪与物体之间的距离d=(t2-t1)c/2。 脉冲测距式3D激光扫描仪，其测量精度受到扫描仪系统准确地量测时间的限制。当用该方式测量近距离物体的时候，由于时间太短，就会产生很大误差。所以该方法比较适合测量远距离物体，如地形扫描，但是不适合于近景扫描。
2、三角测距法：用一束激光以某一角度聚焦在被测物体表面，然后从另一角度对物体表面上的激光光斑进行成像，物体表面激光照射点的位置高度不同，所接受散射或反射光线的角度也不同，用CCD （图像传感器）光电探测器测出光斑像的位置，就可以计算出主光线的角度θ。然后结合己知激光光源与CCD 之间的基线长度d，经由三角形几何关系推求扫描仪与物体之间的距L≈dtanθ。 手持激光扫描仪通过上述的三角形测距法建构出3D图形：通过手持式设备，对待测物发射出激光光点或线性激光。以两个或两个以上的侦测器测量待测物的表面到手持激光产品的距离，通常还需要借助特定参考点－通常是具黏性、可反射的贴片－用来当作三维扫描仪在空间中定位及校准使用。这些扫描仪获得的数据，会被导入电脑中，并由软件转换成3D模型。 3、三角测量法的特点：结构简单、测量距离大、抗干扰、测量点小（几十微米）、测量准确度高。但是会受到学元件本身的精度、
三维扫描仪分原理特点应用——铁牛科技
什么是三维扫描仪 定义：快速获取物体的立体彩色信息并将其转化为计算机能直接处理的三维数字模型的仪器。即：快速实现三维信息数字化的一种极为有效的工具。 三维扫描仪的分类：接触式三维扫描仪；非接触式三维扫描仪； 接触式三维扫描仪： 其点优是：1具有较高的准确性和可靠性； 2配合测量软件，可快速准确地测量出物体的基本几何形状。 其缺点是：1测量费用较高； 2探头易磨损且容易划伤被测物体表面； 3测量速度慢；检测一些内部元件有先天的限制； 4接触探头在测量时，接触探头的力将使探头尖端部分与被测件之间发生局部变形而影响测量值的实际读数； 5由于探头触发机构的惯性及时间延迟而使探头产生超越现象，趋近速度会产生动态误差。 非接触式三维扫描仪： 1非接触式的光电方法对曲面的三维形貌进行快速测量已成为大趋势； 2对物体表面不会有损伤；
3相比接触式的具有速度快，容易操作等特征，三维激光扫描仪可以达到5000－10000点/秒的速度，而照相式三维扫描仪则采用面光，速度更是达到几秒钟百万个测量点，应用与实时扫描，工业检测具有很好的优势。 非接触式三维扫描仪分为：照相式；激光式两种； 1激光式扫描仪属于较早的产品，由扫描仪发出一束激光光带，光带照射到被测物体上并在被测物体上移动时，就可以采集出物体的实际形状。 2照相式扫描仪是针对工业产品涉及领域的新一代扫描仪，与传统的激光扫描仪和三座标测量系统比较，其测量速度提高了数十倍。由于有效的控制了整合误差，整体测量精度也大大提高。其采用可见光将特定的光栅条纹投影到测量工作表面，借助两个高分辨率CCD 数码相机对光栅干涉条纹进行拍照，利用光学拍照定位技术和光栅测量原理，可在极短时间内获得复杂工作表面的完整点云。其独特的流动式设计和不同视角点云的自动拼合技术使扫描不需要借助于机床的驱动，扫描范围可达12M，而扫描大型工件则变得高效、轻松和容易。其高质量的完美扫描点云可用于汽车制造业中的产品开发、逆向工程、快速成型、质量控制，甚至可实现直接加工。 三维扫描仪的应用：工业设计制鞋行业精密雕刻行业汽车工业玩具行业模具制造行业数码设计行业工艺品行业动漫设计行业动漫设计行业服装设计行业文物保护与古董修复 陶瓷卫浴行业家电产品设计医学与人体美容珠宝饰品设计教育行业等行业 三维扫描仪原理 三维扫描仪(3D scanner) 是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状（几何构造）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。三维扫描仪的制作并非仰赖单一技术，各种不同的重建技术都有其优缺点，成本与售价也有高低之分。目前并无一体通用之重建技术，仪器与方法往往受限于物体的表面
三维激光扫描仪分类及原理.
三维激光扫描仪分类及原理 地面三维激光扫描技术的出现是以三维激光扫描仪的诞生为代表，有人称“三维激光扫描系统”是继GPS (Global Position System)技术以来测绘领域的又一次技术革命。三维激光扫描技术是一种先进的全自动高精度立体扫描技术，又称为“实景复制技术”，是继GPS空间定位技术后的又一项测绘技术革新，将使测绘数据的获取方法、服务能力与水平、数据处理方法等进入新的发展阶段。传统的大地测量方法，如三角测量方法，GPS测量都是基于点的测量，而三维激光扫描是基于面的数据采集方式。三维激光扫描获得的原始数据为点云数据。点云数据是大量扫描离散点的结合。三维激光扫描的主要特点是实时性、主动性、适应性好。三维激光扫描数据经过简单的处理就可以直接使用，无需复杂的费时费力的数据后处理；且无需和被测物体接触，可以在很多复杂环境下应用；并且可以和GPS等集合起来实现更强、更多的应用。三维激光扫描技术作为目前发展迅猛的新技术，必定会在诸多领域得到更深入和广泛的应用。 对空间信息进行可视化表达，即进行三维建模，通常有两类方法：基于图像的方法和基于几何的方法。基于图像的方法是通过照片或图片来建立模型，其数据来源是数码相机。而基于几何的方法是利用三维激光扫描仪获取深度数据来建立三维模型，这种方法含有被测场景比较精确的几何信息。 三维激光扫描仪的分类： 三维激光扫描仪按照扫描平台的不同可以分为：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可以划分为不同的类型。通常情况下按照三维激光扫描仪的有效扫描距离进行分类，可分为：（1）短距离激光扫描仪：其最长扫描距离不超过3m，一般最佳扫描距离为0. 6～1. 2 m，通常这类扫描仪适合用于小型模具的量测，不仅扫描速度快且精度较高，可以多达三十万个点精度至±0.018 mm。例如:美能达公司出品的VIVID 910高精度三维激光扫描仪，手持式三维数据扫描仪FastScan等等，都属于这类扫描仪。 （2）中距离激光扫描仪：最长扫描距离小于30 m的三维激光扫描仪属于中距离三维激光扫描仪，其多用于大型模具或室内空间的测量。