三維激光掃描技術(shù)簡(jiǎn)介

三維掃描是一種好的全自動(dòng)高精度立體掃描技術(shù)，把傳統(tǒng)的單點(diǎn)式采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榱俗詣?dòng)連續(xù)獲取數(shù)據(jù)，是繼全站儀、GPS技術(shù)之后又一項(xiàng)革命性的測(cè)量技術(shù)。

三維模型建立的應(yīng)用

采用三維激光掃描技術(shù)對(duì)建模對(duì)象進(jìn)行三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集，獲取點(diǎn)云模型，利用點(diǎn)云模型對(duì)相關(guān)尺寸進(jìn)行量測(cè)、復(fù)核。

同時(shí)，結(jié)合專業(yè)三維建模軟件對(duì)相關(guān)區(qū)域進(jìn)行白模建立，然后對(duì)白模進(jìn)行貼圖、賦予材質(zhì)，以得到最終的三維模型數(shù)據(jù)。   

該三維模型數(shù)據(jù)可為三維管理平臺(tái)（系統(tǒng)）提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

三維激光掃描儀是三維掃描系統(tǒng)主要的組成部分，其功能是數(shù)據(jù)的采集。目前市場(chǎng)上掃描儀種類眾多，常見(jiàn)的品牌有法如、天寶、徠卡、拓?fù)淇?、Z+F等，本案例中我們使用的是FARO 三維激光掃描儀對(duì)需要建模區(qū)域進(jìn)行三維掃描。

1、現(xiàn)場(chǎng)勘查：明確項(xiàng)目環(huán)境、項(xiàng)目目的，了解作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)情況，為項(xiàng)目方案的制定及工作量評(píng)估收集資料。

2、三維掃描：現(xiàn)場(chǎng)采集包括三維掃描設(shè)備架設(shè)，站點(diǎn)轉(zhuǎn)換，參數(shù)設(shè)置等操作。

3、數(shù)據(jù)拼接：將多個(gè)獨(dú)立掃描數(shù)據(jù)統(tǒng)一到單個(gè)坐標(biāo)系內(nèi)，站點(diǎn)之間通過(guò)重疊區(qū)域或公共點(diǎn)將所有數(shù)據(jù)拼接成整體。

掃描拼接數(shù)據(jù)（站點(diǎn)圖）

4、數(shù)據(jù)去噪：通過(guò)使用點(diǎn)云處理軟件過(guò)濾器可更正選中的掃描點(diǎn)或從掃描中刪除該點(diǎn)，也可以人為判斷噪點(diǎn)，進(jìn)行選中刪除。

5、現(xiàn)場(chǎng)拍攝：現(xiàn)場(chǎng)拍攝建筑等對(duì)象高清照片，獲取真實(shí)色彩信息，后期通過(guò)貼圖將色彩信息賦予白模，使模型更加逼真。

6、模型建立：三維點(diǎn)云模型具備建模所需的所有尺寸信息及相對(duì)空間位置。點(diǎn)云模型精度高，數(shù)據(jù)格式多樣化，是“逆向”建立目標(biāo)模型的合適的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

基于三維模型的應(yīng)用領(lǐng)域中，現(xiàn)實(shí)世界中物體對(duì)象的尺寸測(cè)量、空間相對(duì)位置關(guān)系的確定往往是項(xiàng)目難點(diǎn)，三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展及完善為解決這一難點(diǎn)提供了有效、安全、可行的方法。

區(qū)別于傳統(tǒng)的測(cè)繪，三維掃描獲取物體對(duì)象的所有表面點(diǎn)數(shù)據(jù)，形成真實(shí)世界的三維點(diǎn)云模型。這個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)不僅可以協(xié)助模型的建立，任何測(cè)量、模型校正、竣工交付、數(shù)據(jù)留存、平立剖面圖制作等都可以依托于這一點(diǎn)云數(shù)據(jù)?？梢哉f(shuō)，三維激光掃描給基于三維模型的應(yīng)用領(lǐng)域提供了有力的技術(shù)支持。

大空間三維建模有傳統(tǒng)測(cè)繪建模 、模型引用和三維掃描建模法幾種，下面做一個(gè)簡(jiǎn)單的說(shuō)明

1、傳統(tǒng)測(cè)繪建模。

傳統(tǒng)測(cè)繪建模是以已有二維設(shè)計(jì)圖資料作為建模依據(jù) ，采用手工的方式， 在建模軟件里繪制出三維裝置模型，再與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行比對(duì)、核查，對(duì)模型進(jìn)行完善和渲染的建模方法。 

缺點(diǎn)是工作量大、周期長(zhǎng)，對(duì)建模人員技術(shù)要求高。

2、模型引用。導(dǎo)入模型法是將工程設(shè)計(jì)中已建立的三維 模型通過(guò)模型轉(zhuǎn)換接口導(dǎo)入數(shù)字化工廠系統(tǒng)的建模方法。采用這種方法的前提是能夠獲得設(shè)計(jì)方的三維數(shù)字文件，但是這類文件被設(shè)計(jì)方視為企業(yè)核心技術(shù)，工程設(shè)計(jì)單位一般不會(huì)提供。

而且由于現(xiàn)場(chǎng)施工和設(shè)計(jì)圖紙通常會(huì)有一定的出人，模型導(dǎo)人后需要進(jìn)行勘測(cè)修正；

（例如上圖我司掃描項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)，建筑的鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生設(shè)計(jì)變更）

現(xiàn)場(chǎng)施工還是與圖紙有不少差別。 

3、三維激光掃描建模。三維激光掃描建模法采用激光掃描儀 對(duì)實(shí)物進(jìn)行三維掃描，形成與實(shí)物裝置完全一致的點(diǎn)云圖（或三角面片），再在輔助軟件的幫助下由人工依托點(diǎn)云進(jìn)行建模的方法。

激光三維掃描建模法的建模周期、工作量、對(duì)技術(shù)人員的要求均介于前兩種方法之間，但三維掃描建模的精度相對(duì)較高，不需要建模資料即可獲得與實(shí)體一致的模型。

對(duì)于一些具有高精度應(yīng)用需求的建模，導(dǎo)人模型法和手工建模法的建模精度均難以保證，而三維激光掃描建模的方法能真實(shí)反應(yīng)實(shí)體，因此為高精度應(yīng)用的好方案。

當(dāng)然，現(xiàn)場(chǎng)三維數(shù)據(jù)的獲取也是有技巧性的，比如如果缺乏缺乏全局性的空間坐標(biāo)定位，隨著拼接站點(diǎn)數(shù)的增加會(huì)造成相對(duì)誤差的不斷累積；在自動(dòng)建模過(guò)程中，因缺乏相應(yīng)的檢查手段而進(jìn)一步造成相 

對(duì)誤差的累積。

因此，一個(gè)具有更多實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的方案商可能會(huì)給您更省心的，更精準(zhǔn)的方案。

滬敖3D是一家致力于三維數(shù)字化行業(yè)解決方案的技術(shù)型企業(yè)，擁有豐富的三維項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，公司以行業(yè)應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，為客戶提供三維數(shù)字化采集、三維數(shù)據(jù)處理、三維數(shù)據(jù)管理等一系列應(yīng)用服務(wù)。