一、背景描述

“數字化工廠”是“工業4.0”的標志之一，為此各大企業紛紛順勢而為，建立符合自身行業特點的數字化工廠，而在這個過程中，三維掃描發揮著重要的作用。

在三維數字工廠建設中，不但需要采集大量的三維坐標信息和屬性信息，還需要進行精細化模型建立。

三維技術的進步，使得虛擬顯示、數字城市、數字博物館、數字工廠等應用不斷成熟。傳統的人工測量模式 已經逐漸不能勝任人們對復雜曲面物體的建模需求。

數字化工廠的建立需要現狀工廠模型作為基礎數據。而工廠往往結構復雜、外形不規則， 若采用傳統測量方式進行數據采集，采集效率較低且易受限。

三維激光掃描儀采用非接觸的測量方法，直接得到真實物體表現的采樣點，基點云數據，利用點云數據既可以重構出任意曲面。三維掃描不受曲面復雜度影響，可以達到很高的精度要求，因此三維激光掃描技術及相關數據建模技術解決方案有獨天得厚的優勢。采用三維激光掃描技術，可快速獲取詳細點云數據，通過點云數據提取相關建構筑物的體型模型，極大提高數字化采集效率，還可以消除人工采集數據可能存在的粗差。

三維激光掃描的方式為工廠的安全、設計、改造、維護等方面提供數據基礎。與傳統方法相比，它節省外業工作時間，縮短工期，又可以將建筑、管道等信息全部記錄下來，方便后期二維出圖與三維建模，從而更好的對工廠設施進行設計管理，三維激光掃描技術在工廠數字化、管道數字化的應用上有著很成熟的技術系統。因此利用三維激光掃描技術得到的點云數據建設三維數字工廠數據是目前良好的解決方案。

二、 三維掃描的基本原理

三維激光掃描系統是繼 GPS (GlobalPosition System技) 術以來測繪領域的又一次技術革命。三維激光掃描技術是一種先進的全自動高精度立體掃描技術，又稱為“實景復制技術”，是繼 GPS空間定位技術后的又一項測繪技術革新，將使測繪數據的獲取方法、服務能力與水平、數據處理方法等進入新的發展階段。傳統的大地測量方法，如三角測量方法，GPS測量都是基于點的測量， 而三維激光掃描是基于空間的數據采集方式。三維激光掃描獲得的原始數據為點云數據，其主要特點是實時性、主動性、適應性好。

三維掃描的數據經過簡單的處理就可以直接使用，無需復雜的費時費力的數據后處理；且無需和被測物體接觸，可以在很多復雜環境下應用；并且可以和 GPS等集合起來實現更強、更多的應用。

三、常用工廠類型及適用的三維掃描儀簡述

常見工廠類型大致分為：變電站、石油石化廠、生產加工廠三大類型，不同類型工廠結構不一樣，所以硬件方案也有所差異。

比如在石油石化、廠房、倉庫等范圍較大區域，天寶Trimble X7和法如Faro 350等地面激光三維掃描儀都是很不錯的選擇，此類產品具有三維掃描距離遠、精度高、范圍廣的特點。而對于管道、室內等較小范圍的區域，例如Mantis Vision F6手持三維掃描儀就是不錯的選擇，便攜、帶色彩能真實還原現場、速度快（單間三十平米左右房間掃描時間在一分鐘之內）。對于一些精度更高的物品，那么手持激光三維掃描儀就是個好選擇的，便攜、精度高，掃描速度快，高度還原物體的真實情況。

四、常用建模軟件介紹

在數字化工廠中常用的建模軟件有Geomagic Design X、犀牛、3D Max專業三維軟件，各款軟件的側重點也有差異，如果您想了解更多相關軟件知識，歡迎您聯系我們。

上海滬敖信息科技有限公司是一家致力于三維數字化行業解決方案的技術型企業。公司以行業應用為出發點，為客戶提供三維數字化采集、三維數據處理等一系列服務。滬敖擁有手持三維掃描儀、小空間三維掃描儀、地面三維激光掃描儀、無人機實景三維系統、3D打印機等多種技術手段，是行業內知名設備的簽約合作伙伴。從幾厘米到幾十米的對象、或從幾米到上千米的三維空間，滬敖均可提供涵蓋軟硬件產品和技術服務的完整解決方案。