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三维扫描的具体应用

时间:2016年01月08日 14:31
来源: 网络
摘  要:

                               三维扫描的具体应用

        作为新的高科技产品,三维激光扫描仪已经成功的在文物保护、城市建筑测量、地形测绘、采矿业、变形监测、工厂、大型结构、管道设计、飞机船舶制造、公路铁路建设、隧道工程、桥梁改建等领域里应用。三维激光扫描仪,其扫描结果直接显示为点云(pointcloud 意思为无数的点以测量的规则在计算机里呈现物体的结果),利用三维激光扫描技术获取的空间点云数据,可快速建立结构复杂、不规则的场景的三维可视化模型,既省时又省力,这种能力是现行的三维建模软件所不可比拟的 。  

三维激光扫描技术应用领域:
        最近几年,三维激光扫描技术不断发展并日渐成熟,三维扫描设备也逐渐商业化,三维激光扫描仪的巨大优势就在于可以快速扫描被测物体,不需反射棱镜即可直接获得高精度的扫描点云数据。这样一来可以高效地对真实世界进行三维建模和虚拟重现。因此,其已经成为当前研究的热点之一,并在文物数字化保护、土木工程、工业测量、自然灾害调查、数字城市地形可视化、城乡规划等领域有广泛的应用。

(1)测绘工程领域:大坝和电站基础地形测量、公路测绘,铁路测绘,河道测绘,桥梁、建筑物地基等测绘、隧道的检测及变形监测、大坝的变形监测、隧道地下工程结构、测量矿山及体积计算。

(2)结构测量方面:桥梁改扩建工程、桥梁结构测量、结构检测、监测、几何尺寸测量、空间位置冲突测量、空间面积、体积测量、三维高保真建模、海上平台、测量造船厂、电厂、化工厂等大型工业企业内部设备的测量;管道、线路测量、各类机械制造安装。
(3)建筑、古迹测量方面:建筑物内部及外观的测量保真、古迹(古建筑、雕像等)的保护测量、文物修复,古建筑测量、资料保存等古迹保护,遗址测绘,赝品成像,现场虚拟模型,现场保护性影像记录。
(4)紧急服务业:反恐怖主义,陆地侦察和攻击测绘,监视,移动侦察,灾害估计,交通事故正射图,犯罪现场正射图,森林火灾监控,滑坡泥石流预警,灾害预警和现场监测,核泄露监测。
(5)娱乐业:用于电影产品的设计,为电影演员和场景进行的设计,3D游戏的开发,虚拟博物馆,虚拟旅游指导,人工成像,场景虚拟,现场虚拟。
(6)采矿业:在露天矿及金属矿井下作业,以及一些危险区域人员不方便到达的区域。例如:塌陷区域、溶洞、悬崖边等进行三维扫描。
发展方向

       近些年来,三维激光扫描仪已经从固定朝移动方向发展,最具代表性的就是车载三维激光扫描仪和机载三维激光雷达。
车载三维激光扫描仪
车载三维激光扫描仪的系统传感器部分集成在一个可稳固连接在普通车顶行李架或定制部件的过渡板上。支架可以分别调整激光传感器头、数码相机、IMU与 GPS天线的姿态或位置。高强度的结构足以保证传感器头与导航设备间的相对姿态和位置关系稳定不变。
道路和高速公路方面的应用 :

1.公路测量,维护和勘察

2.公路资产清查(交通标志,隔音障,护栏,下水道口,排水沟等)
3.公路检测(车辙,道路表面,道路变形)
4.公路几何模型(横向和纵向的剖面分析)
5.结构分析(立交桥)
6.淹水评估分析
7.在 GIS系统中的叠加分析
8.滑坡分析,危害评估(滑坡变形测量与危害分析,滑石和流水分析)
9.交通流量分析,安全评估和环境污染评估
10.土石方量分析
11.驾驶视野和安全分析
机载激光三维雷达系统
机载激光三维雷达系统(Light Detection And Ranging,简称LiDAR)是一种集激光扫描仪(Scanner)、全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)以及高分辨率数码相机等技术于一身的光机电一体化集成系统,用于获得激光点云数据并生成精确的数字高程模型(DEM)、DSM(数字表面模型),同时获取物体DOM(数字正射影像)信息,通过对激光点云数据的处理,可得到真实的三维场景图。
2、3代三维扫描仪各有什么特征?[1]
第1代的特点是逐点扫描,速度慢。如三坐标测量机CMM. 该类扫描仪发展最早,精度微米级。
  第2代的特点是逐线扫描,速度仍然较慢,如激光线扫描仪 该类扫描仪发展于上世纪90年代,精度丝级。
  第3代的特点是面扫描,速度非常快, 该类扫描仪发展于20年代.精度0.1mm

第3代三维扫描仪,3DSS的主要特点是什么?
· 一次测量一个面,扫描速度极快,数秒内可得到100多万点
  · 便携,可搬到现场进行测量
  · 工件或测量头可随意调节成便于测量的姿势
  · 大景深(可达300~500mm)
  · 测量范围大
  · 精度低: 0.1mm
  · 测量点分布非常规则
  · 大型物体分块测量、自动拼合

本文来源:中国BIM网责任编辑: Summer

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