本期案例我們主要講述Trimble TX架站式三維激光掃描儀為（汽車）數(shù)字化工廠提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的應用。

（因圖片保密，本案例中圖片僅為示意圖）

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數(shù)字化工廠是現(xiàn)實制造系統(tǒng)在虛擬環(huán)境下的映射，是集模型、仿真、數(shù)據(jù)管理于一體的綜合性平臺。在虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行有效仿真、評估和優(yōu)化，實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期中設(shè)計、制造、裝配、物流等各方面的功能，提前進行評估和驗證。

理論數(shù)字工廠與現(xiàn)實工廠的構(gòu)建都是基于規(guī)劃設(shè)計，但真實工廠在實際操作中常因安裝誤差、避讓干涉、生產(chǎn)線優(yōu)化改造等因素，致使生產(chǎn)實際環(huán)境與原設(shè)計并非完全一致。

若數(shù)字化工廠不能準確獲得這些差異信息并加以相應修正，則直接影響生產(chǎn)線后續(xù)規(guī)劃仿真分析的準確性和有效性。

三維激光掃描是獲得現(xiàn)場三維數(shù)據(jù)的有效手段，通過對復雜、已構(gòu)成環(huán)境的快速掃描，獲取三維場景的可靠信息，并經(jīng)擬合、調(diào)整，實現(xiàn)數(shù)字工廠與現(xiàn)實工廠數(shù)據(jù)的一致，提升虛擬制造分析和工程規(guī)劃質(zhì)量，為新增項目的有效驗證，降低風險、節(jié)約成本提供助力。

一、現(xiàn)場踏勘

項目開始前滬敖技術(shù)人員對采集數(shù)據(jù)地點進行踏勘。對其周圍的環(huán)境因素、人為影響做一個系統(tǒng)的了解，做好計劃，防止采集數(shù)據(jù)發(fā)生的意外，同時規(guī)劃掃描路線、精度及時間。

二、布站掃描

三維激光掃描根據(jù)工廠的實際情況進行布站，我們遵循著全覆蓋和重點抓的特點進行：

“全覆蓋”指的是所需建模區(qū)域全部掃描，

”重點抓“是指對于管線密集區(qū)，管線走向變更，管線儀表區(qū)進行重點高精度掃描 ，以確保 360°無死角。

(因本項目保密，圖片僅做示意用途)

1、工程師使用Trimble TX 三維激光掃描儀對區(qū)域目標分站掃描

2、將三維掃描得到的各站數(shù)據(jù)，通過掃入的控制點坐標轉(zhuǎn)換形成區(qū)域內(nèi)目標的整體點云。

點云數(shù)據(jù)處理主要為定義工廠/生產(chǎn)線的原點、數(shù)據(jù)輕量化處理。

數(shù)據(jù)輕量化：

一般情況下，掃描精度越高，采樣點越多，越精確，可準確捕捉被掃描對象的細節(jié)，但是在建模以及存儲傳輸時點云規(guī)模越大建模時間越長，數(shù)據(jù)量越大，越不利于存儲和傳輸。

因此，在不同場合選用適當精度的數(shù)據(jù)，在不影響點云特征識別提取的前提下，對掃描得到的原始數(shù)據(jù)進行一定程度的簡化，即對點云數(shù)據(jù)進行抽稀的輕量化處理。

四、建模

制造工廠往往建筑物密集，但結(jié)構(gòu)復雜、幾何形狀不規(guī)則， 使用三維掃描非接觸測量的方式，不受曲面復雜度影響，表面重構(gòu)精度高，可直接得到真實物體表面的點云數(shù)據(jù)，繼而重構(gòu)出任意曲面。

三維掃描的數(shù)據(jù)經(jīng)過簡單的處理就可以直接使用，無需復雜的費時費力的數(shù)據(jù)后處理；且無需和被測物體接觸，可以在很多復雜環(huán)境下應用；并且可以和 GPS等集合起來實現(xiàn)更強、更多的應用，很好的為數(shù)字工廠提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

三維掃描技術(shù)數(shù)字工廠中的應用簡述：

1、實現(xiàn)數(shù)字化工廠3D數(shù)據(jù)與現(xiàn)場數(shù)據(jù)的一致。

2、數(shù)字模型的校驗

應用三維掃描技術(shù)可將原構(gòu)建的數(shù)字模型與采集的點云數(shù)據(jù)比對，檢查模型與現(xiàn)場實際的一致性，包括形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、位置和使用情況等，對于存有差異的數(shù)字模型，在數(shù)字工廠中及時替換和更新。

3、三維模型制作：基于傳統(tǒng)計算機輔助設(shè)計（CAD）進行 3D 建模，不能很好滿足復雜物體形態(tài)的構(gòu)建，而點云數(shù)據(jù)可以提供物體數(shù)模的快速逆向，補充數(shù)模缺失。工廠和線體中的管道、橋架、立柱等規(guī)則形狀物體，可通過點云軟件計算自動生成三維模型。物體形態(tài)復雜，可根據(jù)點云數(shù)據(jù)，采用三維逆向建模軟件，提取物體外輪廓的三角面創(chuàng)建數(shù)字模型。

應用三維掃描技術(shù)可以用較短時間和較少費用完成三維工廠的構(gòu)建及布局，在工程后期可有效管理工廠、設(shè)備的信息。

4、可以將點云網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)以 360°全景展示、發(fā)布。

總之，采用三維掃描并建模的技術(shù)，可大大縮短構(gòu)建三維工廠及布局的時間和費用，實現(xiàn)對工程后期工廠、設(shè)備信息的有效管理，具有十分廣闊的應用前景。

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)，擁有豐富的三維項目經(jīng)驗，公司以行業(yè)應用為出發(fā)點，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)管理等一系列應用服務。

滬敖3D擁有結(jié)構(gòu)光拍照式三維掃描儀、手持三維掃描儀（大小空間）、地面三維激光掃描儀、無人機傾斜攝影測量、3D打印等多種技術(shù)手段，從幾厘米到幾百米的物體或三維空間，從幾個微米到幾個厘米的精度，滬敖均可提供涵蓋軟硬件產(chǎn)品和項目服務的完整解決方案。

滬敖3D目前主要服務于制造業(yè)（汽車、航空航天、船舶、模具、鑄造以及各種機械）、建筑業(yè)（建筑設(shè)計、施工、裝修等）、文化遺產(chǎn)（博物館、古建筑、考古等）、數(shù)字化工廠、警用公共安全、影視制作、教育等行業(yè)。提供質(zhì)量檢測、三維建模、逆向工程、數(shù)字存檔、GD/T分析、有限元分析、虛擬安裝、干涉分析、工程測繪、形變監(jiān)測、3D打印等技術(shù)方案。