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三維激光掃描儀與其中的傳感器技術應用

星之球科技 來源:騰訊網2020-07-05 我要評論(0 )   

三維掃描技術,又稱實景複製技術,是一種集光、機、電和計算機技術,多傳(chuan) 感器集成和多種測量原理為(wei) 一體(ti) 的綜合性對地高新測量技術。該技術在不接觸被測物體(ti) 表麵的情況下...

三維掃描技術,又稱實景複製技術,是一種集光、機、電和計算機技術,多傳(chuan) 感器集成和多種測量原理為(wei) 一體(ti) 的綜合性對地高新測量技術。

該技術在不接觸被測物體(ti) 表麵的情況下,利用激光測距原理,通過記錄被測物體(ti) 表麵大量密集點的三維坐標、反射率和紋理等信息,可快速複建出被測目標的三維模型及線、麵、體(ti) 等各種圖件數據。

因此,可用於(yu) 獲取高精度高分辨率的數字模型,三維激光掃描儀(yi) 是該技術的典型應用。

三維激光掃描儀(yi) 主要用於(yu) 對物體(ti) 空間外形和結構尺寸及色彩進行掃描,掃描結果直接顯示為(wei) 點雲(yun) (Point cloud),即無數的點以測量的規則在計算機裏呈現物體(ti) 的結果。

點雲(yun) 既是龐大的三維坐標點,也是一種具有三維信息的空間模型,既能直觀表達物體(ti) 的實際形態,又能完整複製現場實景。

相對於(yu) 傳(chuan) 統的土石方測量方法,如GNSS RTK測量、全站儀(yi) 測量等方法,利用三維激光掃描技術獲取的空間點雲(yun) 數據,可快速建立結構複雜、不規則的場景的三維可視化模型,省時省力,具備采集速度快、密度大、精度高、非接觸和測量範圍廣等優(you) 點。

在新世紀初,三維激光掃描儀(yi) 引進國內(nei) ,經過近二十年的發展,其應用現已遍布測繪、土木工程、地質災害監測、三維城市建模及文物保護等各個(ge) 領域。

按照載體(ti) 的不同,三維激光掃描係統可分為(wei) 便攜式、機載、車載、地麵測量等類型。而三維激光掃描係統,則包含數據采集的硬件部分和數據處理的軟件部分。

其中,在控製測量硬件應用中,集成有多種傳(chuan) 感器,用於(yu) 為(wei) 激光點雲(yun) 數據的配準和定向提供依據。

三維激光掃描儀(yi) 進行數據采集時,由於(yu) 受到測量設備和環境的影響,建築物完整的點雲(yun) 數據往往需要在不同位置、不同視角的掃描獲得,再對這些點雲(yun) 進行對齊拚接以減小測量誤差,這就是點雲(yun) 配準。

例如,在標配的傳(chuan) 感器器件中,三維激光掃描儀(yi) 通常會(hui) 內(nei) 置有電子羅盤及GPS部件,可為(wei) 快速拚接提供及時的參考位置信息。

例如,在實際應用中,為(wei) 適應不同的場景,可將電子羅盤與(yu) GNSS-RTK實時動態差分定位技術結合,通過電子羅盤指北定向,結合RTK定位,實現初始定位定向,隨後結合內(nei) 業(ye) 拚接軟件,最終實現自動化精拚接。

此外,在外業(ye) 定向測量中,控製點坐標在被存儲(chu) 的同時,可與(yu) 內(nei) 置傾(qing) 角傳(chuan) 感器提供的傾(qing) 斜補償(chang) 信息,共同為(wei) 現場采集的點雲(yun) 進行位置定位,提供高精度的坐標值,進而大幅提升點雲(yun) 測量及自動拚接精度。

未來,三維激光測量的技術還需要進行不斷的探索,增加原始精確度,減少在測量過程中產(chan) 生的誤差,最終完成完全真實的實景三維重現。

在測量精度提升及多種傳(chuan) 感器集成方麵,應盡可能減小誤差並提供多種測量功能,例如GPS、羅盤、數據傳(chuan) 輸、傾(qing) 角、拍照等,才能更好地滿足實際需要。

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