三維激光掃描技術(shù)的特點(diǎn)_三維掃描技術(shù)的意義何在

三維激光掃描技術(shù)又被稱(chēng)為實(shí)景復(fù)制技術(shù)，是測(cè)繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。它突破了傳統(tǒng)的單點(diǎn)測(cè)量方法，具有高效率、高精度的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。三維激光掃描技術(shù)能夠提供掃描物體表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，因此可以用于獲取高精度高分辨率的數(shù)字地形模型。

三維激光掃描技術(shù)原理

三維激光掃描技術(shù)是近年來(lái)出現(xiàn)的新技術(shù)，在國(guó)內(nèi)越來(lái)越引起研究領(lǐng)域的關(guān)注。它是利用激光測(cè)距的原理，通過(guò)記錄被測(cè)物體表面大量的密集的點(diǎn)的三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息，可快速?gòu)?fù)建出被測(cè)目標(biāo)的三維模型及線、面、體等各種圖件數(shù)據(jù)。

由于三維激光掃描系統(tǒng)可以密集地大量獲取目標(biāo)對(duì)象的數(shù)據(jù)點(diǎn)，因此相對(duì)于傳統(tǒng)的單點(diǎn)測(cè)量，三維激光掃描技術(shù)也被稱(chēng)為從單點(diǎn)測(cè)量進(jìn)化到面測(cè)量的革命性技術(shù)突破。

該技術(shù)在文物古跡保護(hù)、建筑、規(guī)劃、土木工程、工廠改造、室內(nèi)設(shè)計(jì)、建筑監(jiān)測(cè)、交通事故處理、法律證據(jù)收集、災(zāi)害評(píng)估、船舶設(shè)計(jì)、數(shù)字城市、軍事分析等領(lǐng)域也有了很多的嘗試、應(yīng)用和探索。三維激光掃描系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)采集的硬件部分和數(shù)據(jù)處理的軟件部分。按照載體的不同，三維激光掃描系統(tǒng)又可分為機(jī)載、車(chē)載、地面和手持型幾類(lèi)。

應(yīng)用掃描技術(shù)來(lái)測(cè)量工件的尺寸及形狀等原理來(lái)工作。主要應(yīng)用于逆向工程，負(fù)責(zé)曲面抄數(shù)，工件三維測(cè)量，針對(duì)現(xiàn)有三維實(shí)物（樣品或模型）在沒(méi)有技術(shù)文檔的情況下，可快速測(cè)得物體的輪廓集合數(shù)據(jù)，并加以建構(gòu)，編輯，修改生成通用輸出格式的曲面數(shù)字化模型。

三維激光掃描技術(shù)的特點(diǎn)

三維激光掃描技術(shù)，具有精度高、速度快、分辨率高、非接觸式、兼容性好等優(yōu)勢(shì)，被譽(yù)為“測(cè)繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的又一次技術(shù)革命”。通過(guò)與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)，如全站儀、近景攝影測(cè)量、航空攝影測(cè)量等類(lèi)比分析，主要有以下特點(diǎn)：

（1） 非接觸式。三維激光打3描技術(shù)采用非接觸式高速激光測(cè)量方式，不需反射棱鏡，直接對(duì)目標(biāo)體進(jìn)行3描，采集目標(biāo)體表面點(diǎn)的維坐標(biāo)信息。在目標(biāo)危險(xiǎn)、環(huán)境惡劣、人員無(wú)法到達(dá)的情況下，傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)無(wú)法完成，此時(shí)三維激光掃描技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。

（2）數(shù)字化程度高、擴(kuò)展性強(qiáng)。三維激光1描系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)為數(shù)字信號(hào)，具有全數(shù)字的特征，易于處理、分析、輸出、顯示，而且后處理軟件用戶(hù)界面友好，能夠與其它常用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換及共享，可與外接數(shù)碼相機(jī)，GPS配合使用，拓寬其應(yīng)用范圍，具有較好的擴(kuò)展性。

（3）高分辨率。三維激光3描技術(shù)可以進(jìn)行快捷、高質(zhì)量、高密度的三維數(shù)據(jù)采集，從而達(dá)到高分辨率的目的。

（4）應(yīng)用廣泛、適應(yīng)性強(qiáng)。由于其良好的技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)使用條件要求不高，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，適合野外測(cè)量，故在工程建設(shè)各領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

三維掃描技術(shù)的意義何在

虛擬現(xiàn)實(shí)就是在一定軟硬件的基礎(chǔ)之上，創(chuàng)建盡可能真實(shí)的3D立體的場(chǎng)景和對(duì)象，在虛擬仿真中，場(chǎng)景和對(duì)象的真實(shí)感是最為關(guān)鍵一個(gè)因素。20世紀(jì)90年代，虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)作為一門(mén)嶄新的綜合性信息技術(shù)出現(xiàn)，它融合了數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個(gè)信息技術(shù)的技術(shù)分支，與此同時(shí)誕生的還有3D立體掃描技術(shù)。

隨著觀眾對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所展現(xiàn)的場(chǎng)景的精細(xì)性、準(zhǔn)確性、真實(shí)性要求的不斷提高，對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)數(shù)據(jù)獲取和精細(xì)建模的瓶頸日趨明顯并嚴(yán)重制約著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的前進(jìn)步伐。隨著3D立體掃描技術(shù)的出現(xiàn)，它完美的解決了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)真實(shí)場(chǎng)景過(guò)程中的數(shù)據(jù)獲取的難題。

三維激光掃描技術(shù)不同于單純的測(cè)繪技術(shù)（因?yàn)閭鹘y(tǒng)的高精度測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)很多，也夠用了），它主要面向高精度逆向三維建模及重構(gòu)，傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)主要是單點(diǎn)精確測(cè)量，但用它做建模工作時(shí)就愛(ài)莫能助了，因?yàn)槊枋瞿繕?biāo)結(jié)構(gòu)的完整屬性需要大量的測(cè)繪點(diǎn)采集，少則幾萬(wàn)個(gè)，多則幾百萬(wàn)以上，這樣才能把目標(biāo)完整的搬到電腦中來(lái)，所以，用現(xiàn)代高精度傳感技術(shù)做輔助就解決了這個(gè)問(wèn)題，三維激光掃描技術(shù)就是這類(lèi)全自動(dòng)高精度立體掃描的技術(shù)。

三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用面非常寬廣，它是正向建模（如：由人工操作CATIA、UG、CAD）的對(duì)稱(chēng)應(yīng)用，所以說(shuō)它為逆向建模技術(shù)（如：從實(shí)體或?qū)嵕爸兄苯舆€原出模型）。

逆向建?？梢詫⒃O(shè)計(jì)、生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)、使用等過(guò)程中的變化內(nèi)容重構(gòu)回來(lái)，然后進(jìn)行各種結(jié)構(gòu)特性分析（如：形變、應(yīng)力、效能、過(guò)程、工藝、姿態(tài)、預(yù)測(cè)等）、檢測(cè)、模擬、仿真、CIMS、CMMS、虛擬現(xiàn)實(shí)、柔性制造、虛擬制造、虛擬裝配等，這對(duì)于有限元分析、工程力學(xué)分析、流體動(dòng)力分析等軟件來(lái)說(shuō)是非常重要的，對(duì)于精度適合的工作還可以進(jìn)行后處理測(cè)繪、計(jì)量等。

總之，空間數(shù)據(jù)是一個(gè)復(fù)雜的、交錯(cuò)的、變化的屬性，表面結(jié)構(gòu)僅是這個(gè)屬性之一、而逆向工程的任務(wù)也將隨著環(huán)境量化、虛擬制造、柔性制造、工裝工藝、工件組合、數(shù)字工廠、流程操作、可視化仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)等的應(yīng)用延伸而不斷擴(kuò)大，社會(huì)橫向應(yīng)用面也將進(jìn)一步廣闊。