三维激光技术及其应用ppt课件.ppt

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1、地面三维激光扫描技术及应用开发研究花向红教授武汉大学测绘学院一、地面三维激光扫描技术二、地面三维激光扫描技术的应用三、基于三维激光扫描技术的复制重建系统开发四、基于三维激光扫描的电缆隧道分析系统五、后续研究工作内容一、地面三维激光扫描技术二、地面三维激光扫描技术的应用三、基于三维激光扫描技术的复制重建系统开发四、基于三维激光扫描的电缆隧道分析系统五、后续研究工作一、地面三维激光扫描技术地面三维激光扫描技术(3DLaserScanningTechnology)三维激光扫描技术是国际上近期发展的一项高新技术。随着三维激光扫描仪在工程领域的广泛应用,这种技术已经引起了广大科研

2、人员的关注。通过激光测距原理（包括脉冲激光和相位激光），瞬时测得空间三维坐标值的测量仪器，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。2021/9/15一、地面三维激光扫描技术地面三维激光扫描技术(3DLaserScanningTechnology)是利用激光进行高速、实时、自动获取给定区域目标表面三维坐标的测量技术。是一种大面积高密度的非接触式主动测量技术。激光测量单元进行从左到右，从上到下的全自动步进扫描测量，在激光测量斜距的同时，记录激光光束的水平角和垂直角，从而解

3、算目标相对于仪器中心的三维坐标，并可同时记录反射信号强度值。地面三维激光扫描技术(3DLaserScanningTechnology)快速扫描在常规测量手段里，每一点的测量费时都在2-5秒不等三维激光扫描仪的诞生改变了这一现状，最初每秒1000点的测量速度已经让测量界大为惊叹.现在脉冲扫描仪（scanstation2）最大速度已经达到50000点每秒，相位式扫描仪Surphaser三维激光扫描仪最高速度已经达到120万点每秒，这是三维激光扫描仪对物体详细描述的基本保证，古文体，工厂管道，隧道，地形等复杂的领域无法测量已经成为过去式。一、地面三维激光扫描技术1地面三维激光扫

4、描系统组成扫描单元控制单元电源三脚架和标靶平面靶标（FlatTarget）球形靶标（SphereTarget）手持大型三维激光扫描仪徕卡C10三维扫描仪三维激光扫描仪VZ-400按用途分类：可分为为室内型和室外型。也就是长距离和短距离的不同。按生产厂家不同：Surphaser（美国），I-site(澳大利亚maptek)，riegl，徕卡，天宝，optect，拓普康，faro等产家。传统测量概念里，所测的的数据最终输出的都是二维结果（如CAD出图），在现在测量仪器里全站仪，GPS比重居多，但测量的数据都是二维形式的，在逐步数字化的今天，三维已经逐渐的代替二维，现在的三维激

5、光扫描仪每次测量的数据不仅仅包含X,Y,Z点的信息，还包括R,G,B颜色信息，同时还有物体反色率的信息，这样全面的信息能给人一种物体在电脑里真实再现的感觉，是一般测量手段无法做到的。一、地面三维激光扫描技术2地面三维激光扫描仪扫描定位原理在仪器内,通过两个同步反射镜快速而有序地旋转,将激光脉冲发射体发出的窄束激光脉冲依次扫过被测区域,测量每个激光脉冲从发出经被测物表面再返回仪器所经过的时间差(或者相位差)来计算距离,同时扫描控制模块控制和测量每个脉冲激光的角度,最后计算出激光点在被测物体上的三维坐标。一、地面三维激光扫描技术3地面三维激光扫描仪扫描特点实时、动态、主动性三

6、维激光扫描系统为主动式扫描系统，通过探测自身发射的激光脉冲回射信号来描述目标信息，使得系统扫描测量不受时间和空间的约束。高密度、高度灵活性、高稳定性激光扫描能够以高密度、高精度的方式获取目标表面特征。通过扫描可以获得点云数据（海量数据）。可自由控制采集密度，适应不同的目的。观测过程中无人工干预，由扫描仪内部电子设备自动控制，减少了人工干预的不确定。无需和被测物体接触，适应性好三维扫描系统是一种主动式的测量系统，无需合作目标，可以深入到复杂的现场环境中进行扫描，将各种大型的、复杂的、不规则的实景三维数据完整地采集到电脑中。其数据采集无论是白天，黑夜，还是恶劣条件天气均可以测

7、量。可扩展性三维激光扫描系统可以和GPS等集合起来实现更强、更多的应用。一、地面三维激光扫描技术4地面三维激光扫描仪分类按扫描距离分微距小于1米近距离1米~100米中距离100米~500米远距离大于500米目前，最长2500米按平台分星载IceSatCloudandlandElevationSatellite机载RieglLMSQ560地面TrimbleMensiGS200一、地面三维激光扫描技术5地面三维激光扫描仪作业流程一、地面三维激光扫描技术5地面三维激光扫描仪作业流程一、地面三维激光扫描技术6地面三维激光扫描仪关键技术