三维激光扫描仪ppt课件.pptx

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1、三维激光扫描仪,成都九洲电子信息系统股份有限公司安监事业部吴雨,目录,第一部分,技术部分,返回目录,简介三维激光扫描技术的概念,三维激光扫描仪 通过发射激光来扫描获取被测物体表面三维坐标和反射光强度的仪器。 三维激光扫描技术 三维激光扫描技术，是通过三维激光扫描仪获取目标物体的表面三维数据；对获取的数据进行处理、计算、分析；进而利用处理后的数据从事后续工作的综合技术。,简介三维激光扫描技术的特点,快速、高密度扫描 常规测量：每次测量1个点，每次测量耗时2-5秒； 三维激光扫描仪：每秒可测量数万到数百万个点，使快速获取复杂物体表面成为可能。 多学科融合 三维激光扫描技术涉及现代电子、光学、机械、

2、控制工程、图像处理、计算机视觉、计算机图形学、软件工程等技术，是多种先进技术的集成。,简介三维激光扫描仪分类,简介三维激光扫描技术详解,原理 飞行时间,原理 根据光脉冲在被摄场景中的传播和反射时间，来获取场景中各点的距离信息。,其中C 为光速。,飞行时间脉冲测距,原理 通过记录调制的激光信号在待测距离上往返传播所花费的时间，可由飞行时间法直接求得待测距离。,飞行时间相位差测距,原理 通过测量调制的激光信号在待测距离上往返传播所形成的相移，间接测出激光传播时间，再根据激光传播速度，求出待测距离。,原理 结构光,原理 物体点的三维坐标 (X,Y,Z) ，是经过像点（X,Y）与相机光心的直线与光平面

3、的交点。,三维激光扫描仪原理,不同测距原理技术对比,三维激光扫描仪原理,工作原理,红外线激光束射到旋转光学镜的中心。该光学镜将使激光在围绕扫描环境垂直旋转的方向上产生偏差；之后，将周围对象的该点处的数据并对该点进行定位。散射光反射回扫描仪。,三维激光扫描仪主要技术参数精度,鉴于不可能获得真实值，只能用更精密仪器的测量值作为近似真实值，且精确度与准确度之间有一定的相关性，故实际中用精确度来衡量仪器的测量性能。柯尼卡美能达是唯一提供准确度参数的厂商。,准确度与精密度,三维激光扫描仪主要技术参数精度,扫描仪的精度参数 点位精度 距离精度大部分厂商只提供该值，且该值 随实 际扫描距离变化极大。 角精度

4、 表面建模精度 标靶获取精度,三维激光扫描仪主要技术参数分辨率,扫描分辨率包含以下参数 光斑大小 点间距 距离分辨率一般来说，分辨率越高，表面建模精度越高，重建得到的模型越精细。 分辨率随测距原理、实测距离的变化而变化，距离越远光斑越大、点间距越大。,三维激光扫描仪主要技术参数扫描速度,物理定义：单位时间内扫描物体的长度 厂商定义：单位时间内发射（接收）激光点数（受散射等原因，激光发射/接收装置发射N个激光点仅能接收到N/3N/5个点）,三维激光扫描仪主要技术参数PRR、反射率,PRRPulseRepetitionRate（激光发射频率）激光脉冲的发射频率越高，在单位时间内所发射的激光点的数量

5、越多。 反射率 投射到物体上面被反射的激光能量与投射到 物体上的总激光能量之比。直接影响到激光 扫描仪的实际测距能力。,参数之间的联系,PRR与单位时间发射点数当PRR=f 时，发射相邻两个激光点的间隔时间：,则单位时间内可以发射的激光点数量N为：,这与厂商的扫描速度定义相同，因此也有厂商将激光发射频率称作扫描速度。,参数之间的联系,PRR与扫描距离（射程）当PRR=f 时，发射相邻两个激光点的间隔时间：,光速为C，则扫描仪理论最大扫描距离D为：,频率越高，射程越近，这也是相位式扫描仪普遍射程偏近的原因。,参数之间的联系,扫描距离与精度扫描距离越远，精度越低,扫描距离与分辨率扫描距离越远，分辨

6、率越低，为了获取更精确的模型，就需要增加PRR以增加发射激光点数量，但相应地，也就增加了扫描时间,分辨率与精度分辨率与表面建模精度有关，但与测量精度无关，厂商往往将之混为一谈。,参数之间的联系,PRR、分辨率与扫描速度当反射率、扫描距离固定时，可以来衡量三者之间的关系：,由于对于实际的待测物体，反射率与扫描距离总是固定点，对任何品牌的扫描仪都是这样，而分辨率则由用户具体需求确定，也可认为是固定值，因此：,PRR越高的扫描仪，其扫描速度越快。这也是相位式扫描仪宣称速度快的原因。,分辨率越高，扫描速度越慢PRR越高，扫描速度越快,三维激光扫描技术的应用,测绘,计量,建立三维模型测量距离土地资源调查

7、建筑、厂房改造设计,体积计量面积计量容积计量,从用途上分（用来干什么？使用的目的？）三维重建重建目标三维模型数值计算距离测量、面积计算、体积计算、容积计算形变分析前后测量数据对比，分析表面形变 从应用领域上分采矿业、测绘工程、结构测量、逆向工程、数字城市、数字工厂、文物保护、虚拟现实、医学、娱乐业、土木工程等,三维激光扫描技术的应用,第二部分,商务部分,返回目录,主要仪器厂家,主要仪器厂家,Surphaser 重点放在文物保护领域FARO 重点在工厂测绘、工程测绘（隧道）Leica 优势在品牌形象Riegl 优势为长距离测绘Z+F 优势在于仪器性能，拥有唯一一款防爆型扫描仪Maptek 长距离

8、扫描仪，Leica贴牌,产品仪器,中距离三维激光扫描仪 Z+F(德国) 1mm50m,产品仪器,长距离三维激光扫描仪 Maptek(澳大利亚) 8mm50m,产品扫描服务,扫描服务（外业）,设站,布设标靶,操作扫描,产品扫描服务,外业成果点云数据,行业价格 3-6万/天,产品数据处理服务,数据处理服务（内业）,产品数据处理服务,CAD 图纸输出,点云拼接,内业点云拼接内业格式转换,产品数据处理服务,内业三维建模浏览数据存档虚拟现实,产品数据处理服务,内业三维设计内业测量、计量,距离测量,改造设计,容积计算,产品数据处理服务,内业数据分析红色与蓝色区域分别代表测试部分与原始标准设计的偏差位置和程

9、度，可以反映设备磨损情况,产品数据处理服务,数字高程模型,等高线图,方量计算,内业专业应用,产品数据处理服务,内业三维GIS及虚拟现实,产品行业价格,产品行业现状,销售设备基本为国外品牌扫描服务国内代理商、专业测绘机构数据处理代理、测绘机构、第三方企业功能定制国外厂商、科研单位、第三方企业,重点推广客户,适用项目：隧道施工道路放样,交通厅、高速公路建设公司,切入点：Z+F防爆型扫描仪Amberg专业隧道处理软件施工流程管理任意密度、高精度隧道断面图爆破和体积分析,重点推广客户,适用项目：文物数字化虚拟景区虚拟博物馆,文化厅（局）、文物局、博物馆、艺术馆、文化遗产景区,切入点：全真三维模型三维数

10、字档案，永久保存网上博物馆，远程参观虚拟现实，增强体验,重点推广客户,适用项目：工厂数字化管线改造储罐计量,石化公司、化工厂,切入点：作业时间减少改善安全精确性提高保证质量返工减少降低成本设计效率提高加快进度,重点推广客户,适用项目：挖方量计算等高线绘制偏差分析,矿山、尾矿库,切入点：作业时间减少改善安全精确性提高保证质量精确计算方量降低成本防爆型仪器,其它客户,建筑施工企业建筑测量、室内设计精密工业企业精密测量公安系统犯罪现场调查,案例,米易县龙塘沟尾矿库,案例,绵阳科创园孵化大厦,案例,车载三维激光扫描仪视频,北川 5.12地震遗址扫描成果,北京天安门扫描成果,新津化工园区扫描成果,九洲科瑞北川数字景区,第三部分,展望部分,返回目录,更精确,更快速,更便宜,更轻便,性能更强大,适用面更广泛,展望三维激光扫描仪的发展方向,更多、更强大的应用软件,与其它设备、技术的融合,展望三维健康档案,物,的健康档案,展望三维数据远程服务平台,通过2D-3D配准，解决三维数据量过大问题，实现三维数据的远程管理、提取、利用。,The End,Thanks for viewing,