三維激光掃描儀.pptx

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1、三維激光掃描儀成都九洲電子信息系統(tǒng)股份有限公司安監(jiān)事業(yè)部吳雨目錄技術(shù)部分三維激光掃描技術(shù)簡(jiǎn)介三維激光掃描儀原理三維激光掃描儀參數(shù)三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用商務(wù)部分主要儀器生產(chǎn)廠家產(chǎn)品——賣(mài)什么客戶——賣(mài)給誰(shuí)案例展望部分發(fā)展方向建設(shè)步驟第一部分技術(shù)部分返回目錄簡(jiǎn)介——三維激光掃描技術(shù)的概念三維激光掃描儀通過(guò)發(fā)射激光來(lái)掃描獲取被測(cè)物體表面三維坐標(biāo)和反射光強(qiáng)度的儀器。三維激光掃描技術(shù)三維激光掃描技術(shù)，是通過(guò)三維激光掃描儀獲取目標(biāo)物體的表面三維數(shù)據(jù)；對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計(jì)算、分析；進(jìn)而利用處理后的數(shù)據(jù)從事后續(xù)工作的綜合技術(shù)。簡(jiǎn)介——三維激光掃描技術(shù)的特點(diǎn)快速、高密度掃描常規(guī)測(cè)量：每次

2、測(cè)量1個(gè)點(diǎn)，每次測(cè)量耗時(shí)2-5秒；三維激光掃描儀：每秒可測(cè)量數(shù)萬(wàn)到數(shù)百萬(wàn)個(gè)點(diǎn)，使快速獲取復(fù)雜物體表面成為可能。多學(xué)科融合三維激光掃描技術(shù)涉及現(xiàn)代電子、光學(xué)、機(jī)械、控制工程、圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、軟件工程等技術(shù)，是多種先進(jìn)技術(shù)的集成。簡(jiǎn)介——三維激光掃描儀分類(lèi)簡(jiǎn)介——三維激光掃描技術(shù)詳解原理——飛行時(shí)間原理根據(jù)光脈沖在被攝場(chǎng)景中的傳播和反射時(shí)間，來(lái)獲取場(chǎng)景中各點(diǎn)的距離信息。其中C為光速。飛行時(shí)間——脈沖測(cè)距原理通過(guò)記錄調(diào)制的激光信號(hào)在待測(cè)距離上往返傳播所花費(fèi)的時(shí)間，可由飛行時(shí)間法直接求得待測(cè)距離。飛行時(shí)間——相位差測(cè)距原理通過(guò)測(cè)量調(diào)制的激光信號(hào)在待測(cè)距離上往返傳

3、播所形成的相移，間接測(cè)出激光傳播時(shí)間，再根據(jù)激光傳播速度，求出待測(cè)距離。原理——結(jié)構(gòu)光原理物體點(diǎn)的三維坐標(biāo)(X,Y,Z)，是經(jīng)過(guò)像點(diǎn)（X’,Y’）與相機(jī)光心的直線與光平面的交點(diǎn)。三維激光掃描儀原理不同測(cè)距原理技術(shù)對(duì)比原理參數(shù)飛行時(shí)間結(jié)構(gòu)光脈沖法相位差法激光發(fā)射裝置固體激光器（紅寶石、YAG）連續(xù)光源激發(fā)器（He-Ne）連續(xù)光源激發(fā)器（He-Ne）測(cè)量距離遠(yuǎn)近非常近測(cè)量精度低高非常高掃描速度慢快慢三維激光掃描儀原理工作原理紅外線激光束射到旋轉(zhuǎn)光學(xué)鏡的中心。該光學(xué)鏡將使激光在圍繞掃描環(huán)境垂直旋轉(zhuǎn)的方向上產(chǎn)生偏差；之后，將周?chē)鷮?duì)象的該點(diǎn)處的數(shù)據(jù)并對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行定位。散射光反射回掃描儀

4、。三維激光掃描儀主要技術(shù)參數(shù)——精度鑒于不可能獲得真實(shí)值，只能用更精密儀器的測(cè)量值作為近似真實(shí)值，且精確度與準(zhǔn)確度之間有一定的相關(guān)性，故實(shí)際中用精確度來(lái)衡量?jī)x器的測(cè)量性能?？履峥滥苓_(dá)是唯一提供準(zhǔn)確度參數(shù)的廠商。準(zhǔn)確度與精密度三維激光掃描儀主要技術(shù)參數(shù)——精度掃描儀的精度參數(shù)點(diǎn)位精度距離精度——大部分廠商只提供該值，且該值隨實(shí)際掃描距離變化極大。角精度表面建模精度標(biāo)靶獲取精度三維激光掃描儀主要技術(shù)參數(shù)——分辨率掃描分辨率包含以下參數(shù)光斑大小點(diǎn)間距距離分辨率一般來(lái)說(shuō)，分辨率越高，表面建模精度越高，重建得到的模型越精細(xì)。分辨率隨測(cè)距原理、實(shí)測(cè)距離的變化而變化，距離越遠(yuǎn)光斑越大、

5、點(diǎn)間距越大。三維激光掃描儀主要技術(shù)參數(shù)——掃描速度物理定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)掃描物體的長(zhǎng)度廠商定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)發(fā)射（接收）激光點(diǎn)數(shù)（受散射等原因，激光發(fā)射/接收裝置發(fā)射N(xiāo)個(gè)激光點(diǎn)僅能接收到N/3—N/5個(gè)點(diǎn)）三維激光掃描儀主要技術(shù)參數(shù)——PRR、反射率PRR—Pulse?Repetition?Rate（激光發(fā)射頻率）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)的數(shù)量越多。反射率—投射到物體上面被反射的激光能量與投射到物體上的總激光能量之比。直接影響到激光掃描儀的實(shí)際測(cè)距能力。參數(shù)之間的聯(lián)系PRR與單位時(shí)間發(fā)射點(diǎn)數(shù)當(dāng)PRR=f時(shí)，發(fā)射相鄰兩個(gè)激光點(diǎn)的間隔時(shí)間：則單位時(shí)間內(nèi)可以

6、發(fā)射的激光點(diǎn)數(shù)量N為：這與廠商的掃描速度定義相同，因此也有廠商將激光發(fā)射頻率稱(chēng)作掃描速度。參數(shù)之間的聯(lián)系PRR與掃描距離（射程）當(dāng)PRR=f時(shí)，發(fā)射相鄰兩個(gè)激光點(diǎn)的間隔時(shí)間：光速為C，則掃描儀理論最大掃描距離D為：頻率越高，射程越近，這也是相位式掃描儀普遍射程偏近的原因。參數(shù)之間的聯(lián)系掃描距離與精度掃描距離越遠(yuǎn)，精度越低掃描距離與分辨率掃描距離越遠(yuǎn)，分辨率越低，為了獲取更精確的模型，就需要增加PRR以增加發(fā)射激光點(diǎn)數(shù)量，但相應(yīng)地，也就增加了掃描時(shí)間分辨率與精度分辨率與表面建模精度有關(guān)，但與測(cè)量精度無(wú)關(guān)，廠商往往將之混為一談。參數(shù)之間的聯(lián)系PRR、分辨率與掃描速度當(dāng)反射率、掃

7、描距離固定時(shí)，可以來(lái)衡量三者之間的關(guān)系：由于對(duì)于實(shí)際的待測(cè)物體，反射率與掃描距離總是固定點(diǎn)，對(duì)任何品牌的掃描儀都是這樣，而分辨率則由用戶具體需求確定，也可認(rèn)為是固定值，因此：PRR越高的掃描儀，其掃描速度越快。這也是相位式掃描儀宣稱(chēng)速度快的原因。分辨率越高，掃描速度越慢PRR越高，掃描速度越快三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用測(cè)繪計(jì)量建立三維模型測(cè)量距離土地資源調(diào)查建筑、廠房改造設(shè)計(jì)體積計(jì)量面積計(jì)量容積計(jì)量從用途上分（用來(lái)干什么？使用的目的？）三維重建——重建目標(biāo)三維模型數(shù)值計(jì)算——距離測(cè)量、面積計(jì)算、體積計(jì)算、容積計(jì)算形變分