三維小知識
三維激光掃描技術是一種嶄新的革命性的測量工具,具有非接觸的特點。三維激光掃描技術在國外已經被廣泛應用在石油化工、建筑工程、制作行業等各個領域。
在石油化工領域,三維激光掃描技術可為三維數字化管理、事故仿真模擬、應急演練和評估等多方面的應用提供基礎數據。隨著三維技術的日益成熟,對設施的三維重建、三維存檔、可視化管理打下了堅實的基礎,對后續增加企業競爭力做出貢獻。
三維激光掃描技術,是在三維掃描儀內有一個激光脈沖發射體,反光鏡快速旋轉,將發射體發出的窄束激光脈沖依次掃過被測區域。測量每個激光脈沖從發出到被測物體表面再返回儀器所經過的時間來計算距離,同時編碼器測量每個脈沖的角度,就可以得到被測物體的三維真實坐標。
對于大空間來說,地面三維激光掃描儀如Faro(法如),Trimble(天寶)等都是行業中很不錯的選擇。
三維數據的獲取分為外業和內業兩部分。
一、三維數據的獲取(外業)
1.1 測站布設
布設分為測站及控制標靶設計,測站設計的前提是現場勘查。在確定要掃描的目標及被掃描目標周圍的環境后,針對掃描目標的位置、大小、形態和需要獲取的重點屬性,來確定掃描站位置和戰數,以及控制標靶的個數和位置,通過控制點的強制符合,以確定兩個測量站點云數據符合所需的7個自由度,使得點云數據最終能夠統一到一個坐標系統中。
1.2 使用地面三維掃描設備進行場景掃描。
三維掃描設備會根據軟件環境中設置的參數(行,列和掃描的分辨率等)自動進行場景掃描。
1.3 點云數據處理
二、點云數據的處理(內業)
2.1 三維掃描后獲得點云數據量很龐大,會有大量的冗余信息,可通過數據濾波剔除冗余數據,提高工作效率。
2.2 點云拼接
由于現場龐大復雜,三維掃描設備由于視場角的限制,每一站只能采集到有限區域內的點云數據,對目標對象無法一次采集完整。這個時候要從不同的站點位置進行多次掃描,以便通過點云拼接的方式(不同測站的點云數據導入軟件,通過三個共用的控制標靶,強制進行旋轉對齊,拼接等擬合操作,完成不同坐標系點云數據的強制統一),最終獲取目標對象的完整數據。
三、建模
很多的工廠的裝置部件是規則幾何體的,在點云完整的地方,可讓軟件自動尋找標準幾何體的邊緣從而形成幾何體。
對于邊界模糊的的點云則要先進行分割,然后通過區域擬合的方法來得到相應的三維表面模型。
三維掃描在數字化工廠的逆向重建領域中具有很高的現實意義和應用價值,可以方便、高效、安全的對設備裝置進行表面建模重建,為數字化工廠的發展提供精準的基礎數據。
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。