三维激光扫描仪的技术原理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...
三维激光扫描仪的技术原理
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、地面和手持型几类。
应用扫描技术来测量工件的尺寸及形状等原理来工作。主要应用于逆向工程,负责曲面抄数,工件三维测量,针对现有三维实物(样品或模型)在没有技术文档的情况下,可快速测得物体的轮廓集合数据,并加以建构,编辑,修改生成通用输出格式的曲面数字化模型。
三维激光扫描技术学习目的
三维激光扫描技术又被称为实景复制技术,是测绘领域继百度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。
什么是三维激光扫描技术?
三维激光扫描技术通过高速激光扫描测量的方法,能够大面积、高分辨率的快速获取被测对象表面的三维坐标数据,同时可以通过专业软件和测量数据建立物体的三维实体模型。
该技术具有非接触性、快速性、主动性等特性,实时获取的数据具有高密度、高精度等特点,其应用可能引起测绘技术的又一次革命。
三维激光扫描技术是一种集成了多种高新技术的新型测绘技术。在扫描仪器内部,扫描控制模块调整并测量每个脉冲激光的角度,针对每一个扫描点可测得发射点至扫描点的斜距,再配合扫描的水平和垂直方向角,可以得到每一个扫描点与发射点的空间相对坐标。
三维激光扫描技术所具备的技术特点使其具有广阔的应用前景,它的自动化程度、测量能力、人力成本、测量速度、数据处理效率等等整体经济效益均明显优于其他测量技术。
相对于传统的单点测量模式,三维激光扫描技术是被认为单点测量进化到面测量的革命性技术突破。
该技术在自动驾驶及驾驶辅助领域、测绘工程领域、结构测量领域、 历史 建筑及古迹测量领域、 娱乐 领域以及其他相关领域具有诸多广泛的应用前景。
三维激光扫描技术目前最火热的应用场景可以说是在自动驾驶及驾驶辅助这一领域,目前市面上诸多激光雷达相关产商也都在积极的追逐和布局这一领域。
三维激光扫描技术可以应用在公路测绘、地形测量、河道测绘、铁路测绘、隧道的检测及变形监测、大坝的变形监测、桥梁及建筑物测绘、地下工程测绘、矿山测量及体积计算等领域。
三维激光扫描技术可以广泛应用于桥梁工程、建筑工程等工程设施的改扩建测量、结构的三维仿真、空间位置测量、面积及体积测量等方面;可用于造船厂、化工厂、电厂、海上平台等大型工业企业内部设备的测量及建模;还可以用于管道等线路工程的测量、各类机械制造及安装等领域。
三维激光扫描技术的非接触式测量模式使其在这一领域发挥了重要的作用,如进行 历史 建筑物内部及外部的高仿真测量、估计的测量、文物的修复、古建筑资料的保存、遗址测绘、考古现场模拟及现场保护性影像记录等。
三维激光扫描技术可以用于影视产品中三维场景虚拟重建及人物素材的设计、3D 游戏 角色的开发、虚拟博物馆的建设与管理等。
在紧急服务业中,如现场灾害评估、犯罪现场记录与还原,交通事故现场快速三维记录等;在采矿业中,如开挖体积计算、矿产储量计算、塌陷区域测量等工作都可以采用三维激光扫描技术来代替传统测量模式。
相信随着三维激光扫描技术的不断发展,其应用领域将会更加的广泛和成熟。
三维激光扫描原理
三维激光扫描是一种通过激光测距原理获取物体表面点云数据的技术。
三维激光扫描的基本原理激光发射
三维激光扫描系统首先通过激光发射器发射一束激光光束。这个激光光束可以是可见光激光或红外激光,具体取决于应用需求。
光束照射目标表面
激光光束照射在目标表面上。当激光光束击中目标表面时,光线会被目标表面反射。
接收反射光
传感器系统在设备上装有接收器,用于接收被目标表面反射回来的激光光束。这个接收器通常也包含一个接收光电元件(例如光电二极管)。
测量光的飞行时间
系统测量激光光束从发射器发射到目标表面反射回接收器的总时间,即光的飞行时间。这个时间可以用来计算激光光束在空气中传播的距离。
计算距离
利用光的飞行时间和光速,系统可以计算出激光光束传播的距离。这个距离就是激光光束从设备发射到目标表面反射回来的距离。
生成点云数据
通过连续的激光光束发射和接收,系统可以获取目标表面上许多点的距离数据。这些数据被组织成一个点云,其中每个点的坐标表示空间中的一个位置。
数据处理和三维建模
采集到的点云数据可以通过计算机算法进行处理,以生成目标的三维模型。这包括去除噪声、点云配准、重建曲面等步骤,最终得到高精度的三维模型。
总体而言,三维激光扫描利用激光光束的测距原理,通过测量光的飞行时间来计算目标表面上各个点的距离,从而获取目标的准确三维坐标信息。这项技术在制造、建筑、文物保护等领域有广泛的应用。
如果认为本文对您有所帮助请赞助本站