什麼是三維激光掃描數據處理

Ⅰ 三維激光掃描技術應用原理！

三維激光掃描技術是一種強大的數據獲取和建模工具，其核心原理是利用激光束投射、測量反射時間和強度來獲取物體或場景的三維坐標信息。該技術主要通過以下步驟實現：

1. 測距與測角: 選擇合適的測距方法，如三角測距法（微米級精度）、脈沖測距法（距離測量）或相位測距法（毫米級精度），同時採用角位移或線位移測量法獲取角度數據。

2. 數據獲取: 控制多面掃描棱鏡，通過伺服驅動系統實現激光束的快速掃描，記錄每個掃描點的距離和方向角，從而確定其三維空間坐標。

3. 定向: 通過計算和轉換參數，確保掃描數據在不同坐標系間的正確對應，實現定向掃描。

激光掃描數據經過多角度融合處理，形成高精度的三維模型，廣泛應用於建築、製造、地質測量等領域，如地籍測量測繪中，能自動化地生成三維結構模型，顯著提高作業效率和精度，減輕外業人員工作負擔。

Ⅱ 三維激光掃描數據建模概述

三維激光掃描儀對地質標本進行全方位掃描，獲取了地質標本的離散結構點（點雲數據）之後，就可以開始建模工作了。

1）建模過程就是對點雲數據進行實體轉化，形成實體的三維標本網格數據，恢復被測標本的真實形體結構及實際尺寸，並使用照相機自動獲取的紋理影像數據，給三維標本賦予紋理，完成真實結構、真實紋理的地質標本的三維數字化模型（圖4.2）。

圖4.2 標本點雲數據實體化和賦予紋理的標本三維數字實體

2）岩石標本的三維數字化，需要用到Faro Scene的三角化構建功能。即在Faro Scene軟體中，導入標本的點雲數據進行網格構建，實現從點雲數據轉化為實體數據的過程，即轉化為標本網格數據。

3）三維實體化的岩石標本還沒有真實的紋理信息，需要利用三維激光掃描儀搭載的數碼相機，自動獲取紋理影像數據，在Faro Scene軟體中，執行應用圖像的命令，給岩石標本三維網格體賦予紋理，實現真實結構、真實紋理的岩石標本三維數字化。最後，生成Cache.c3 d、Information.c3 d、Level1.c3 d、World.c3 d及htm文件的一系列三維模型文件。

4）利用KUBIT PointCloud 6.0 軟體，對標本的離散結構點雲數據，進行實體轉化，構建具備標本真實形體結構、實際尺寸的標本實體網格數據。

圖4.3 三維激光掃描的標本點雲數據、處理中的點雲數據、實體化的點雲數據和帶紋理的高精度模型

5）利用KUBIT PhotoPlan 6.0軟體，給標本網格貼上紋理，就構成了具有真實結構、真實紋理的標本三維數字模型（圖4.3）。

6）最後添加滑鼠互動瀏覽操作功能，按下滑鼠左鍵，移動滑鼠可以上、下、左、右旋轉模型，滑鼠中間滑輪可以放大、縮小模型。

Ⅲ 三維掃描可以做什麼

三維激光掃描技術又稱作高清晰測量，也被稱為「實景復制技術」，它是利用激光測距的原理，通過記錄被測物體表面大量密集點的三維坐標信息和反射率信息，將各種大實體或實景的三維數據完整地採集到計算機中。①

它提供了一種快速准確的方法將實物數字化，且 具有速度快、精度高的優點 。它能實現非接觸測量，因此在建築領域應用更加安全和快捷。

通過三維掃描技術得到的高密度、有精確三維坐標的三維激光數據稱之為 點雲 。在建築行業可利用點雲做三維建模，高精度三維點雲數據通過演算法擬合生成曲面，精度高，同時建模速度快。

1、實測實量

三維掃描技術是將實景復制的，平距、斜距、垂距、凈空、直徑、角度、方位角、坡度和坐標等數據，都可以在點雲處理軟體中點幾下滑鼠輕松量測出。

在某個對平整度要求比較高的工程，使用平整分析工具，可以測算出現狀與需求面（平面或曲面）之間的偏差，並輸出報表及指定解析度下的CAD圖紙。

可以將處理完成的三維空間與同事、客戶分享，不僅可以分享三維空間文件，還可以分享為圖像、視頻、網頁等形式，便於查看和協同工作。

三維激光掃描可以獲取地表面點雲，並賦予絕對坐標，然後計算設計曲面與原始曲面之間的土方量，即為「土方開挖預估量」。工程可覆蓋土方、滑坡體積、儲存空間、容積等方面，可以准確清晰的輔助施工。

三維掃描可以獲取高精度實景數據，可以與現有虛擬的BIM模型做沖突對比，為下部工程進場做驗證分析。

大型設備進場路線、運輸優化。工廠作業、運行范圍的碰撞檢測。

掃描數據自帶帶影像及坐標，無需二維圖紙。能夠提交所需的范圍、精度、解析度和影像。快速捕獲建築地標並為注釋添加圖像，以這種方式深入記錄場地。

不同於實測實量，可以將BIM模型與現狀進行對比，使三維模型的優化更加直觀，便於BIM模型深化。

圖中紅色部分偏差較大

Ⅳ 三維激光掃描原理

三維激光掃描是一種通過激光測距原理獲取物體表面點雲數據的技術。

三維激光掃描的基本原理

激光發射

三維激光掃描系統首先通過激光發射器發射一束激光光束。這個激光光束可以是可見光激光或紅外激光，具體取決於應用需求。

光束照射目標表面

激光光束照射在目標表面上。當激光光束擊中目標表面時，光線會被目標表面反射。

接收反射光

感測器系統在設備上裝有接收器，用於接收被目標表面反射回來的激光光束。這個接收器通常也包含一個接收光電元件（例如光電二極體）。

測量光的飛行時間

系統測量激光光束從發射器發射到目標表面反射回接收器的總時間，即光的飛行時間。這個時間可以用來計算激光光束在空氣中傳播的距離。

計算距離

利用光的飛行時間和光速，系統可以計算出激光光束傳播的距離。這個距離就是激光光束從設備發射到目標表面反射回來的距離。

生成點雲數據

通過連續的激光光束發射和接收，系統可以獲取目標表面上許多點的距離數據。這些數據被組織成一個點雲，其中每個點的坐標表示空間中的一個位置。

數據處理和三維建模

採集到的點雲數據可以通過計算機演算法進行處理，以生成目標的三維模型。這包括去除雜訊、點雲配准、重建曲面等步驟，最終得到高精度的三維模型。

總體而言，三維激光掃描利用激光光束的測距原理，通過測量光的飛行時間來計算目標表面上各個點的距離，從而獲取目標的准確三維坐標信息。這項技術在製造、建築、文物保護等領域有廣泛的應用。