激光三维扫描

时间:2024-07-03 06:55:05编辑:小早

什么是三维激光扫描技术?

三维激光扫描技术(Terrestrial Laser Scanning, TLS)是20世纪90年代中期随着 科技 不断发展而出现的一种高新技术,同时也是继GPS空间定位系统之后的又一项测绘技术新突破。

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。


激光三维扫描仪原理是什么?

激光三维扫描仪属于非接触式测量和扫描手段,相对传统的接触式扫描方式(三坐标或关节臂)具有操作简便,采集速度快,可通过面扫获得完整的物体三维坐标信息,不容易受到空间环境影响等优势。激光三维扫描仪的工作原理有很多种,其中常见的有激光测距和结构光两种。激光测距是通过计算激光发射到物体表面后反射回来所用的时间计算物体的坐标信息,这类型激光扫描仪的分辨率较低,但工作空间大,适合扫描大空间,例如矿洞,房屋的内部空间结构等。结构光激光三维扫描仪的原理可简单概括为:1. 激光三维扫描仪上的两组相机可以分别获得投影到被扫描对象上的激光,该激光随对象形状发生变形,由于这两组相机事先经过准确标定,就可以通过计算获得激光线所投影的线状三维信息;2. 仪器根据固定在被检测物体表面的视觉标记点来确定扫描仪在扫描过程中的空间位置,这些空间位置被用于空间位置转换;3. 利用第1步获得的线状三维信息和第2步的扫描仪空间相对位置,当扫描仪移动时,不断获取激光所经过位置的三维信息,从而形成连续的三维数据。手持式激光三维扫描仪这类型激光三维扫描仪具有分辨率高、精度高的特点,能获得高精准的物体三维数据,适合用于3D打印、逆向工程和质量控制等领域。广州领拓仪器代理的形创Creaform是一家专门从事计量级激光三维扫描仪厂家,旗下有多款型号的产品,适用于不同的工作场合和需求,已广泛应用于汽车、航天航空、模具制造、文物考古、影视制作等领域。

三维扫描是干嘛的?

三维扫描是一种集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术,它主要用于对物体空间外形和结构尺寸及色彩进行扫描,在不接触被测物体表面的情况下,可以获取物体表面参数信息,一比一还原到计算机中。三维扫描的应用主要有两大方向:逆向工程和三维检测。逆向工程技术就是三维扫描仪对实物原型进行3D扫描、数据采集,经过数据处理、三维重构等过程,构造具有相同形状结构的三维模型。然后再对原型进行复制或在原形的基础上进行优化,实现创新设计。三维检测则是在不对扫描工件造成磨损破坏的前提下,三维扫描仪扫描被测物体表面,可以直接获取到被测物体三维尺寸信息,从而可以测量工件各个位置的偏差,基于比对结果给出修正方案。三维扫描技术的出现,大大提高了产品生产流程的效率,不仅缩短了产品研发周期,还能加快产品质检的效率和质量,不管是对于竞争激烈的市场还是追求创新发展的企业来说,三维扫描技术都是必不可少的。在应用领域上,三维扫描技术以其快速,非接触,实时动态、高精度,数字化、自动化等特性,被广泛应用于航空航天、工业制造、汽车(轨道交通)、建筑工程、文物考古、机械制造、数字城市、医疗、消费品电子等十多个领域,市场潜力极大。中科院广州电子多年致力于提供三维扫描及精密测量综合技术解决方案,给客户提供“最大化价值”,自成立以来已经推动2000+个大型项目落地,帮助超过20000+个不同领域客户解决行业痛点,完成业务数字化智能转型。如果您有相关业务问题,请随时联系我们,关注公众号:中科院广州电子官方,跟我们一起探讨!

三维扫描仪工作原理

三维扫描仪的基本工作原理是:采用一种结合结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术的复合三维非接触式测量技术。采用这种测量原理,使得对物体进行照相测量成为可能,所谓照相测量,就是类似于照相机对视野内的物体进行照相,不同的是照相机摄取的是物体的二维图象,而研制的测量仪获得的是物体的三维信息。与传统的三维扫描仪不同的是,该扫描仪能同时测量一个面。测量时光栅投影装置投影数幅特定编码的结构光到待测物体上,成一定夹角的两个摄像头同步采得相应图象,然后对图象进行解码和相位计算,并利用匹配技术、三角形测量原理,解算出两个摄像机公共视区内像素点的三维坐标。
XTOM三维拍照式扫描仪是一款高精度三维光学扫描仪,专为工业三维扫描而研发制造,适用于工业检测的全流程全域数字化处理。新拓三维XTOM三维拍照式扫描仪具有高精度的细节测量性能和工业级的稳定性,适用于各种严苛工业环境下的高精度数据测量。


三维激光扫描仪的原理及其应用

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。
新拓三维XTOM三维拍照式扫描仪具有高精度的细节测量性能和工业级的稳定性,适用于各种严苛工业环境下的高精度数据测量。


三维扫描仪价格?

网上有很多价格信息,我归下类:
100万左右的,较大型进口三维扫描仪,一般为激光测绘或车床设计方面
70~80万的,较大型的进口货,扫描文物或者人体什么的,国内有一家叫北京博维恒信的人体三维扫描仪,全套下来大概在这个价位。
50~60万,高精细三维扫描仪,国外除了便携式的大多都在这个价位,国内大多都是复合型的,也就是三维扫描仪和三坐标测量机集成在一起,能有这个价位。
30万~40万,国外的便携式三维扫描仪和国内高精度型的差不多也在这个层次上
10万~20万,国内的便携式,手持式三维扫描仪
5~10万,市场上有一些盗版三维扫描仪价格较低,就看它的信誉能力能不能支撑了


手持式激光三维扫描仪有几种扫描方式,有何区别?

  手持式激光三维扫描仪的扫描方式有3种,其区别是:
  第一种三维扫描仪:点测量。适合做物体表面形位公差检测用。
  通过每一次的测量点反映物体表面特征,优点是精度高,但速度慢,如果要做逆向工程,只能在测量高精密形位公差要求的物体上有优势。
  第二种三维扫描仪:线测量。适合扫描中小件物体,扫描景深小(一般只有5公分),精度较高,此代系统是发展比较成熟的,其新产品最高精度已经达到0.01微米。所以,精度上,其比肩点扫描。速度上已有极大地提高。在高精度工业设计领域,将有广阔用途。
  通过一段(一般为几公分,激光线过长会发散)有效的激光线照射物体表面,再通过传感器得到物体表面数据信息。
  第三种三维扫描仪:面测量。 用于3D检测; 钣金检测和公差分析;检具检测;CAD比对;大型金属构架测。
  通过一组(一面光)光栅的位移,再同时经过传感器而采集到物体表面的数据信息。


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