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3D扫描激光器在建筑领域的应用
- 2018-08-28 -

   现在社会的飞速开展,激光丈量技能获得了很大的开展,也是现现在人们比较喜爱的一种丈量办法,激光扫描首要以手持式扫描为主,不只操作便利并且快捷,对一些特别环境就表现出了手持激光扫描仪的优势。首要表现在从刚开始的一维激光测距技能演变到二维测距在到现在三维测距方向开展且获得了较大的作用,跟着工业的开展激光扫描也逐渐挨近三维开展,面临这个大的商场开展也一日千里,近年来获得较大打破技能也现已老练,华朗三维作为国内首家出产研制手持三维扫描仪扫描出产厂家有着丰厚的3D扫描激光器堆集,也是广大客户的不贰挑选。

  已下是对3D扫描激光器的简略介绍

  3D扫描激光器以获取被测物体三维概括数据为意图,首要包含数据丈量与数据后续处理。伴跟着光电传感器件以及核算机技能的日趋老练,三维丈量技能得到了不断丰厚和开展,越来越广泛的运用对该技能的开展也提出了更新的要求,一起催化了一些相关技能领域的开展,如摄像机标定技能,图画工程,数据补偿技能,色彩渲染技能,丈量视角主动挑选技能等等。

   3D扫描激光器是近几年才逐渐开展和运用起来的一项新技能,3D扫描激光器的呈现,改变了已有的数据收集办法。面式数据收集代替传统的点式数据收集是丈量技能开展史上的一次巨大革新。

   数据收集的进程:扫描施行计划应该包含大地丈量联测的计划、扫描站点的方位和扫描时的定向及定位办法、每个扫描站上扫描的方针和每个方针的扫描分辨率。施行计划中还要包含扫描的作业流程、供给计划、人员配备及扫描施工安排。

  三维激光扫描丈量的原理是光学丈量原理:运用具有规矩几许形状的激光源投影到被测外表上,构成的漫反射图画在安置于空间某一方位的图画传感器上成像,依照三角形原理,即可测出被测点的空间坐标。

  在扫描作业施行前首要要到现场进行踏勘。踏勘进程中留意查看已有控制点的方位、保存状况和运用的可能性以及控制点联测的大约计划。依据扫描对象的空间散布、形状和扫描需求的精度以及分辨率确定扫描站点的方位。依据已有的大地丈量条件和和扫描站点方位考虑扫描模型的拼接办法等,并制造现场草图,对首要扫描对象摄影。

  数据处理:

  扫描得到的“点云”作用是包含点的三维坐标及色彩特点的点调集,而修建测绘需求得到作用是由“线”、“面”组成的二维线画图。如何将三维点云转化成二维线画图就是点云的处理和运用的要害。三维点云转化成二维线画图有下述几个途径:一是直接量测点云模型上修建的相关数据,依照传统古修建测绘的办法制形成图;二是截取点云的一部分构成点云“切片”,然后将“切片”导入相关软件经拟合后构成二维线画图;三是对修建的某个面域制造相关于该面的正射投影“点云”图,对正射投影图匹配照片色彩信息后导入其他处理软件后进行“描摹”成二维线画图。除此之外,关于修建组群需求制造接连正射影像图,关于特别形体的修建附属物能够经过等值线图来表现。

  点云数据处理的完好进程包含点云数据预处理、实体模树立、数据成果的输出等步骤。

  对三维点云数据进行预处理,一般需求对获取的原始数据进行再加工,查看数据的完好性及数据的一致性,进行数据格式的规范化、进行点云过滤等操作。因为扫描仪在现场运用中作业环境杂乱,尤其在施工现场作业时,施工机的运动、人员走动、树木、修建物遮挡、施工浮尘及扫描方针本身反射特性的不均匀等影响,将会形成扫描获取的点云数据的不稳定点和噪音点,

  这些点的存在是扫描成果中所不希望得到的,在后期处理中对这些点云数据要进行去除,这个进程称为点云的过滤,点云的过滤是数据预处理的一个重要进程,对数据成果有重要影响。

  一般来说三维扫描仪很难从一个方向扫描一次便可得到扫描方针的完好点云数据,反映一个扫描实体信息一般要由若干幅扫描才干完结,但每个扫描图幅都是以扫描仪方位为零点的部分坐标系,亦即每次经扫描而得到的点云数据的坐标系是独立和不相关的。但实际上每幅点云阵数据都是扫描场景的一部分,那么就有必要将这些点云数阵据转换到同一坐标系里,所以要对得到的点云数据进行拼接匹配。在点云数据的拼接进程中或许说三维数据在处理软件的操作中,必然进行一系列的三维改换,如平移、旋转和缩放等。为了把扫描成果以形象的表现形式表达出来,以恣意视点观看点云的恣意部分,其实质就是三维图形的改换和处理。一般来说,为完结两幅扫描图画的拼接的前提条件是,两幅扫描图画中应该有重合的部分,即前后两次扫描中方针物体应该有一部分都被扫描到,大致上所说的堆叠部分应该占整个图画的20~30%,假如堆叠部分所占的份额太小,则很难确保拼接的精度,所占份额太大,则会添加扫描次数和拼接的作业量。一般来说,假如初始的点云数据同名点重合操作抱负,只需求较少的点云查找核算作业便能够完结点云数据的精确拼接,不然需求许多的核算作业才可完结,一起叠加核算次数还取决于所设定的差错参考值。依据数据运用的需求,还能够对拼接完结的数据进行多层数据的兼并、点云数据的去噪、删减、降低点云密度等操作。

  精度剖析:

  影响激光丈量精度的要素许多,能够从软件、硬件和环境因从来分,软件方面首要有物像对应联系标定、激光扫描线中心提取、被测物面外表特征、光学成像参数、光平面方位等要素,硬件方面首要有机械运动渠道、CCD摄像机、激光器等,从硬件方面进步精度,一般会添加本钱。环境要素就是指被测物体的扫描环境、扫描物体的本身要素(如被测物体是黑色、通明、反光的就需求做扫描前期处理不然扫描是无法进行或许扫描作用达不到抱负状况)、还有就是外部光源条件等。


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