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《如何選擇地面三維激光掃描儀修訂版》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、如何選擇地面三維激光掃描儀一、三維激光掃描儀原理1、三維激光掃描儀構(gòu)成：三維激光掃描儀主要由激光發(fā)射器、接收器、時(shí)間計(jì)數(shù)器、馬達(dá)控制可旋轉(zhuǎn)的濾光鏡、控制電路板、微電腦和軟件等組成。2、三維激光掃描儀原理激光脈沖發(fā)射器周期地驅(qū)動(dòng)激光二極管發(fā)射激光脈沖，由接收透鏡接受目標(biāo)表面后向反射信號(hào)，產(chǎn)生接收信號(hào)，利用穩(wěn)定的石英時(shí)鐘對(duì)發(fā)射與接收時(shí)間差作計(jì)數(shù)，最后由微電腦通過(guò)軟件，按照算法處理原始數(shù)據(jù)，從中計(jì)算出采樣點(diǎn)的空間距離;通過(guò)傳動(dòng)裝置的掃描運(yùn)動(dòng)，完成對(duì)物體的全方位掃描;然后進(jìn)行數(shù)據(jù)整理從而獲取目標(biāo)表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。3、三維坐標(biāo)確定方法4、三維激光掃
2、描儀應(yīng)用量化實(shí)景對(duì)象、三維信息采集、逆向三維重構(gòu)、逆向三維建?？臻g數(shù)據(jù)反求、對(duì)象逆程設(shè)計(jì)、預(yù)研仿研仿制、虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用正向工程反證、逆向工程實(shí)施、概念設(shè)計(jì)仿真、逆向制圖還原結(jié)構(gòu)特性分析、試驗(yàn)工程仿真、后數(shù)據(jù)測(cè)計(jì)量、目標(biāo)形變監(jiān)測(cè)工程技效評(píng)估、電腦模擬實(shí)戰(zhàn)、環(huán)境適應(yīng)仿真、工程力學(xué)分析對(duì)抗模擬推演、企業(yè)無(wú)紙操作、虛擬設(shè)計(jì)制造、科目效果測(cè)試整合三維資源、創(chuàng)建三維流程、工裝工藝規(guī)劃、改進(jìn)改造工程歷史資源修復(fù)、任務(wù)方案優(yōu)化、對(duì)象加載仿真、設(shè)施維護(hù)維修5、三維激光掃描儀應(yīng)用領(lǐng)域核電站，文物，考古，建筑業(yè)，航天，航空，船舶，制造，軍工，軍事，石化，醫(yī)學(xué)，
3、水利，能源，電力，交通，機(jī)械，影視，教學(xué)，科研，汽車，公安，市政建設(shè)......二、三維激光掃描儀分類目前市場(chǎng)上銷售的地面式三維激光掃描儀按掃描方式劃分有兩種：?1、基于時(shí)間-飛行差，又稱脈沖式；?2、基于相位差，又稱相位式。1、測(cè)量原理1.1脈沖式測(cè)量原理由激光發(fā)射器發(fā)射出的激光經(jīng)被測(cè)量物體的反射后又被測(cè)距儀接收.測(cè)距儀同時(shí)記錄激光往返的時(shí)間.光速和往返時(shí)間的乘積的一半.就是測(cè)距儀和被測(cè)量物體之間的距離，設(shè)備記錄本身在水平和垂直方向的旋轉(zhuǎn)角度，再通過(guò)軟件，計(jì)算出三維數(shù)據(jù)。1.2、相位式測(cè)量原理相位式測(cè)量是用無(wú)線電波段的頻率.對(duì)激光束進(jìn)
4、行幅度調(diào)制并測(cè)定調(diào)制光往返測(cè)線一次所產(chǎn)生的相位延遲.再根據(jù)調(diào)制光的波長(zhǎng).換算此相位延遲所代表的距離，即用間接方法測(cè)定出光經(jīng)往返測(cè)線所需的時(shí)間，設(shè)備記錄本身在水平和垂直方向的旋轉(zhuǎn)角度，通過(guò)軟件計(jì)算出三位數(shù)據(jù)。如下圖：1.2.1相位式測(cè)量原理圖2、兩種方式三維激光掃描儀主要性能特點(diǎn)2.1脈沖式：a.射程：大于200米，最遠(yuǎn)的甚至達(dá)到6,000米；b.精度：對(duì)于中距離脈沖掃描式三維激光掃描儀（最大射程：<2,000米）：±2mm–±7mm（測(cè)量距離<50米時(shí)）；對(duì)于超長(zhǎng)距離脈沖掃描式三維激光掃描儀（最大射程：<6,000米）：±15mm（測(cè)量
5、距離50米以內(nèi)時(shí)）。c.最大激光發(fā)射頻率：2,000–300,000赫茲。d.掃描速度：受脈沖式影響，掃描速度受到限制。e.太陽(yáng)光和室外光線對(duì)掃描點(diǎn)數(shù)和精度影響：小。g.應(yīng)用于以下領(lǐng)域:測(cè)繪.礦山.隧道.電力.水利.通訊.環(huán)境.建筑.地質(zhì).警務(wù).消防.爆破.航海.鐵路.反恐/軍事.農(nóng)業(yè).林業(yè).房地產(chǎn).休閑/戶外運(yùn)動(dòng)等.2．2相位式a.射程：受相位式影響，掃描射程會(huì)受限制。Leica62000.4-79米，法如120米，Surphaser0.2-140 b.精度：2mm(距離：<25米）：±12mm（距離：<50米）。c.最大激光發(fā)射頻率
6、：30萬(wàn)–120萬(wàn)赫茲。Surphaser目前是最高的120萬(wàn)赫茲，法如97.6萬(wàn)，Leica50.8萬(wàn)。d.掃描速度：隨所設(shè)定的激光發(fā)射頻率變化。e.太陽(yáng)光和室外光線對(duì)掃描點(diǎn)數(shù)和精度影響：有影響。Surphaser是受環(huán)境影響最小的。三、三維激光掃描儀基礎(chǔ)參數(shù)定義。1、脈沖激光發(fā)射頻率：脈沖激光的發(fā)射頻率即PRR（PulseRepetitionRate）脈沖重復(fù)頻率。它表達(dá)的是激光器每秒中所發(fā)射的脈沖激光的個(gè)數(shù)，即赫茲。由于激光是受激發(fā)射的光，所以，PRR不是一個(gè)恒量，有一個(gè)變化的幅度。如我們說(shuō)：激光脈沖發(fā)射頻率是5,000赫茲，也就
7、是它可能有時(shí)發(fā)射4,950赫茲，有時(shí)發(fā)射5,010赫茲。激光脈沖的發(fā)射頻率越高，在單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)射的激光點(diǎn)云的數(shù)量越多。一般來(lái)講，為了達(dá)到最高的精度，在掃描時(shí)，我們要選擇設(shè)備的最高的激光發(fā)射頻率和最小的遞增角度，使得掃描的激光點(diǎn)云密度達(dá)到設(shè)備的最大值。對(duì)于不同廠家的設(shè)備，其激光脈沖的發(fā)射頻率PRR不同。脈沖式從天寶、Optech、徠卡（ScanStation1）、i-site的2,000–5,000赫茲到Riegl的LMSZ-Z系列的27,000赫茲。相位式，Leica6000，6100和德國(guó)Z&F的50.8萬(wàn)點(diǎn)/秒到Surphsaer
8、的120萬(wàn)點(diǎn)/秒。2激光掃描速度ScanRate：有些廠家，如徠卡，常常給出激光掃描速度：如激光掃描速度5,000點(diǎn)/秒（ScanStation1）或50,000點(diǎn)/秒（ScanStation2）。它實(shí)際上
