三维激光扫描技术工作流程

一、 地面激光扫描系统

1、概述

地面激光扫描仪系统类似于传统测量中的全站仪，它由一个激光扫描仪和一个内置或外置的数码相机，以及软件控制系统组成。二者的不同之处在于激光扫描仪采集的不是离散的单点三维坐标，而是一系列的“点云”数据。这些点云数据可以直接用来进行三维建模，而数码相机的功能就是提供对应模型的纹理信息。 2、工作原理

三维激光扫描仪发射器发出一个激光脉冲信号，经物体表面漫反射后，沿几乎相同的路径反向传回到接收器，可以计算日标点P与扫描仪距离S，控制编码器同步测量每个激光脉冲横向扫描角度观测值α和纵向扫描角度观测值β。三维激光扫描测量一般为仪器自定义坐标系。X轴在横向扫描面内，Y轴在横向扫描面内与X轴垂直，Z轴与横向扫描面垂直。获得P的坐标。进而转 换成绝对坐标系中的三维空间位置坐标或三维模型。 3、作业流程

整个系统由地面三维激光扫描仪、数码相机、后处理软件、电源以及附属设备构成，它采用非接触式高速激光测量方式，获取地形或者复杂物体的几何图形数据和影像数据。最终由后处理软件对采集的点云数据和影像数据进行处理转换成绝对坐标系中的空间位置坐标或模型，以多种不同的格式输出，满足空间信息数据库的数据源和不同应用的需要。 （1）、数据获取

利用

一、 地面激光扫描系统

1、概述

地面激光扫描仪系统类似于传统测量中的全站仪，它由一个激光扫描仪和一个内置或外置的数码相机，以及软件控制系统组成。二者的不同之处在于激光扫描仪采集的不是离散的单点三维坐标，而是一系列的“点云”数据。这些点云数据可以直接用来进行三维建模，而数码相机的功能就是提供对应模型的纹理信息。

2、工作原理

三维激光扫描仪发射器发出一个激光脉冲信号，经物体表面漫反射后，沿几乎相同的路径反向传回到接收器，可以计算日标点P与扫描仪距离S，控制编码器同步测量每个激光脉冲横向扫描角度观测值α和纵向扫描角度观测值β。三维激光扫描测量一般为仪器自定义坐标系。X轴在横向扫描面内，Y轴在横向扫描面内与X轴垂直，Z轴与横向扫描面垂直。获得P的坐标。进而转

换成绝对坐标系中的三维空间位置坐标或三维模型。

3、作业流程

整个系统由地面三维激光扫描仪、数码相机、后处理软件、电源以及附属设备构成，它采用非接触式高速激光测量方式，获取地形或者复杂物体的几何图形数据和影像数据。最终由后处理软件对采集的点云数据和影像数据进行处理转换成绝对坐标系中的空间位置坐标或模型，以多种不同的格式输出，满足空间信息数据库的数据源和不同应用的需要。

（1）、数据获取

利用软件平台控制三维激

三维激光扫描仪使用说明

1、三维激光扫描原理

Trimble GX200三维激光扫描系统由三维激光扫描仪、数码相机、扫描仪旋转平台、软件控制平台，数据处理平台及电源和其它附件设备共同构成，是一种集成了多种高新技术的新型空间信息数据获取手段。地面三维激光扫描系统的工作原理：首先由激光脉冲二极管发射出激光脉冲信号，经过旋转棱镜，射向目标，然后通过探测器，接收反射回来的激光脉冲信号，并由记录器记录，最后转换成能够直接识别处理的数据信息，经过软件处理实现实体建模输出。

2、三维激光扫描工作流程

应用三维激光测量技术采集数据的工作过程大致可以分为计划制定、外业数据采集和内业数据处理三部分。在具体工作展开之前首先需要制定详细的工作计划，做一些准备工作，主要包括：根据扫描对象的不同和精度的具体要求设计一条合适的扫描路线、确定恰当的采样密度、大致确定扫描仪至扫描物体的距离、设站数、大致的设站位置等等；外业工作主要是采集数据：主要包括数据采集、现场分析采集到的数据是否大致符合要求、进行初步的质量分析和控制等等；内业数据处理是最重要也是工作量最大的一环，主要包括：外业采集到的激光扫描原始数据的显示，数据的规则格网化，数据滤波、分类、分割，数据的压缩，图像处理，模式识别等

RIEGL

三

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程

整一．相机参数调

1.新建一个扫描工程实例：—点击 projectnew

在弹出的方框中，选择第二项，即 2.右击左侧编辑栏的calibration,： new cemara calibration(wirard)

在新的对话框中，可以选定客户仪器自配置相机型号、配置镜头3.。型号。点击OK

一步设置相机镜头型号：下，点击 next得到

代替：得到next点击，下一步设置相机和镜头的序列号，可用x

二级菜单中点击OK，此时会在左侧编辑框中的

calibration-camera

图框：出现新的相机参数

选项。这时， new mountingmounting4.右击左侧编辑框的菜单，选择

标：图会出现新的安装

立新的扫描站和扫描工程：在左侧编辑框中右击5. ，scnas建

.

选项选择仪器型号；instrument 在弹出的对话框中的

，在弹出的新对话框中，选右击扫描站

），的扫描点间隔中 distance示前面的方框（表在 10m的距离处设定起始角。 stop angle 和start angle

。此时将得到扫描数据视图：点击OK

，在出点击左侧编辑框中的扫描数据图标6.threshold reflectorsfind 。在弹出的新对话框中

　第3期　　　　　　　　张行南等　基于ArcIMS/HTMLViewer的WebGIS开发及扩展功能实现中的空间位置信息以及属性信息向SDE空间数据库中添加点数据。

空间数据的删除则利用esriGeoDatabase,并根据监控表中的OID的记录值,借由IqueryFilter对象和IfeatureClass的Updata方法得到IfeatureCursor,再通过其方法DeleteFeature()删除空间点记录。314　扩展功能后的WebGIS整体性能

ArcIMS作为成熟的WebGIS商业软件,其客户端不需要控件,并且动态生成地图,相较于MapInfo公司的MapX2treme需要MapX控件作为后台支持进行WebGIS开发,Ar2cIMS则可以通过其不同的模板快速定制服务和页面,用户可使用js文件中的函数对其进行二次开发。

但ArcIMS只能作为基本的地图发布工具,并没有集成太多的空间分析和空间编辑功能。经本文的扩展功能的实现,可以很好弥补其不足。对于工程进行中的供水点的增加和废除以及属性的更变,不同级别的网络用户可以通过万维网进行很好的控制管理。并且方便地实现用户关心的工程信息的特定查询,从而使得工程中的管理效率大大提高。

参考文献

[1][

1、天宝基于sketchup的模型重建

天宝公司与谷歌公司合作，开发了基于天宝 TSE 的 Sketchup 插件，实现 TSE 和 Sketchup 实时联动，非常方便的把利用点云自动提取的点、线传输到 Sketchup 中，再在 Sketchup 中进行建模、贴图、渲染等操作。

1轮廓线工具，可生成建筑物内部轮廓线

2墙面工具，可根据点云面以及垂距生成墙面

3墙面特征点提取，自动提取墙角等精确点位.根据墙面点和墙角点可拉伸生成墙体

4边工具，根据点云面交线形成墙边

5拾取管道走向，根据放样原则绘制管道模型

2、Trimble Realworks的应用

该软件为天宝公司自行开发的集三维激光点云的自动配准、办公室测量、自动建模于一体并支持多种格式输出的三维激光点云高速处理软件。

1基于点云的三维建模，采用多条件约束自动建模，然后在此基础上进行修改

2工厂建模可根据需要输入工字钢，在建模过程中可以调出工字钢库中的模型进行建模

3 Easypipe全自动建模。只需提取相应点云，一键式实现管道的自动建模（仅限于圆管，且无法自动处理管件和管路附件）

下图为真实场景的三维重现过程

3、莱卡全自动三维建筑测量仪

有别于三维扫描仪，这款测量仪接近于全站仪，由于添加了许多功能设置，在室

1、天宝基于sketchup的模型重建

天宝公司与谷歌公司合作，开发了基于天宝 TSE 的 Sketchup 插件，实现 TSE 和 Sketchup 实时联动，非常方便的把利用点云自动提取的点、线传输到 Sketchup 中，再在 Sketchup 中进行建模、贴图、渲染等操作。

1轮廓线工具，可生成建筑物内部轮廓线

2墙面工具，可根据点云面以及垂距生成墙面

3墙面特征点提取，自动提取墙角等精确点位.根据墙面点和墙角点可拉伸生成墙体

4边工具，根据点云面交线形成墙边

5拾取管道走向，根据放样原则绘制管道模型

2、Trimble Realworks的应用

该软件为天宝公司自行开发的集三维激光点云的自动配准、办公室测量、自动建模于一体并支持多种格式输出的三维激光点云高速处理软件。

1基于点云的三维建模，采用多条件约束自动建模，然后在此基础上进行修改

2工厂建模可根据需要输入工字钢，在建模过程中可以调出工字钢库中的模型进行建模

3 Easypipe全自动建模。只需提取相应点云，一键式实现管道的自动建模（仅限于圆管，且无法自动处理管件和管路附件）

下图为真实场景的三维重现过程

3、莱卡全自动三维建筑测量仪

有别于三维扫描仪，这款测量仪接近于全站仪，由于添加了许多功能设置，在室

学号

分类号 P23 密级 无 UDC（DDC） 528

硕 士 学 位 论 文

基于三维激光扫描的桥梁

监测方法研究

苏 磊

指导教师姓名： 郑德华 副教授 河海大学地球科学与工程学院 申请学位级别： 工学硕士 专业名称： 摄影测量与遥感 论文提交日期： 年 5 月 论文答辩日期： 年6月3日 学位授予单位和日期： 河 海 大 学

答辩委员会主席： 李浩 教授 论文评阅人： 李明峰 教授

岳东杰 教授

年 月 中国·南京

分类号（中图法） P23 U D C（DDC） 528 密级 无

论文作者姓名 苏磊 学号 0830421034 单位 河 海 大 学

论文中文题名 基于三维激光扫描的桥梁监测方法研究

论文中文副题名

三维扫描技术在制造业中的应用

摘要 阐述了三维扫描技术的应用范围，具体分析了三维扫描技术在制造业中的应用，着重阐述了后处理过程，并介绍了曲面造型过程中的几个关键技术并介绍了代表性的产品。

关键词 三维扫描 反求工程 点云数据处理 CAD技术 曲面造型 前言

面向21世纪国际化市场竞争的日益激烈和高新技术的迅猛发展，使制造技术在传统技术的基础上正在发生质的飞跃，并已成为当代高新技术应用的主要战场之一。随着计算机、微电子、信息和自动化技术的迅速发展，并在制造业中得到越来越广泛的应用，而先后出现了数控、柔性制造单元、柔性制造系统、计算机辅助设计/制造、计算机集成制造系统、制造资源规划、精益生产、敏捷制造、可重组技术、三维扫描技术、快速原型制造等多项先进制造技术与制造模式。制造业正经历一场新的技术革命。目前制造技术已发展成为一个蕴涵整个生产过程，跨学科高度复杂的集成技术，三维扫描技术正是其中重要的一项。与此同时，支撑制造技术的研究、开发和应用的制造工程与科学，也逐步形成一门新的学科。

一、 三维扫描技术简介(3D Scan)

三维扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构进行扫描，以获得物体表面的空间坐

哪里有三维激光切割机

所谓激光切割就是将激光束照射到工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发，以达到切割和雕刻的目的，具有精度高，切割快速，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，加工成本低等特点，将逐渐改进或取代于传统的金属切割工艺设备。激光切割机系统一般由激光发生器、(外)光束传输组件、工作台(机床)、微机数控柜、冷却器和计算机(硬件和软件)等部分组成。

产品简述

激光切割机设备作为一种新型的工具越来越成熟的运用到各种行业，包含激光切割机、激光雕刻机、激光打标机、激光焊接机等。那么激光切割到底是怎么运用的，激光切割的好坏又怎么区分呢?

首先激光的能量以光的形式集中成一条高密度的光束，光束传递到工作表面，产生足够的热量，使材料熔化，加之与光束同轴的高压气体直接除去熔化金属，从而达到切割的目的，这说明激光切割加工同机床的机械加工有着本质的区别。

它是利用从激光发生器发射出的激光束，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束照射条件，激光热量被工件材料吸收，工件温度急剧上升，到达沸点后，材料开始汽化并形成孔洞，伴随高压的气流，随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝。切缝时的工艺参数(切割速度，激光器功率，气体压力等)及运动轨迹均由数控系统控制