激光扫描仪的应用

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1、激光扫描仪的应用学院：能源学院班级：采矿1班学号：201212556姓名：刘黎明激光扫描仪的应用摘要：地面三维激光扫描仪是一种新的测绘技术手段，能快速地获取测量目标的三维坐标及其其他相关信息，带来了一场变革。文中讨论了地面三维激光扫描仪的特点、工作原理、以及工程应用。关键词：新技术；地面激光扫描仪；工程应用地面三维激光扫描仪采用非接触式高速激光测量方式，在复杂的现场和空间对被测物体进行快速扫描测量，直接获得激光点所接触的物体表面的水平方向、天顶距、斜距和反射强度，自动存储并计算，获得点云数据。点

2、云数据经过计算机处理后，结合CAD可快速重构出被测物体的三维模型及线、面、体、空间等各种制图数据。因此，它的出现立刻引起人们的极大兴趣，在诸多方面的应用研究也随即展开，并取得一系列成果。1.三维激光扫描仪系统的分类地面三维激光扫描技术的出现是以三维激光扫描仪的诞生为代表!有人称,三维激光扫描系统-是继-1XB-Y)dDY1)PJKJ)IXWPK[]i技术以来测绘领域的又一次技术革命当今!许多公司厂家都提供不同的类型的扫描仪!其种类(功能和性能指标不尽相同如何对烦杂多样的激光扫描仪根据不同的应用目

3、的进行正确的认识和客观的选择!使得对三维激光扫描仪进行系统的分类势在必行。1.1激光扫描系统分类我们从扫描的空间位置或系统运行平台来划分!可分为如下三类1)机载型激光扫描系统。这类系统由激光扫描仪。飞行惯导统定位系统。成像装置计算机以及数据采集器(记录器(处理软件和电源构成j-1X系统给出成像系统和扫描仪的精确空间三维坐标!惯导系统给出其空中的姿态参数!由激光扫描仪进行空对地式的扫描来测定成像中心到地面采样点的精确距离!再根据几何原理计算出采样点的三维坐标2)地面型激光扫描仪系统。此类别可划分为

4、两类!一类是移动式扫描系统!一类是固定式扫描系统所谓移动式扫描系统!它是集成了激光扫描仪!SSj相机以及数字彩色相机的数据采集和记录系统!-1X接收机!基于车载平台!由激光扫描仪和摄影测量获得原始数据作为三维建模的数据源而固定式的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固定式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。1

5、)手持型激光扫描仪是一种便携式的激光测距系统!可以精确的给出物体的长度!面积!体积测量可以帮助用户在数秒内快速的测得精确(可靠的成果应用范围包括古建筑重建(建筑应用(洞穴测量和液面测量等!此类型的仪器配有联机软件和反射片"如莱卡的迪士通系列产品。1.2地面三维激光扫描系统的分类针对本文的重点我们将讨论地面固定式三维激光扫描仪系统的类别划分。通常不同的思考角度会导致不同的分类结果，在此分类中我们考虑如下因素：——仪器扫描的方式（例如水平360度扫描，瞬时视场的大小,扫描断面）；——仪器的偏差系统（

6、仪器的轴系旋转或镜面旋转方式）；——与其它仪器的结合应用，如内置或外置的相机，GPS接收机等；1)按照激光光束的发射方式划分为:灯泡式扫描仪;三角法扫描；扇型扫描仪。2）按照扫描仪的扫描成像方式划分分为：（1）摄影扫描式!此类型的扫描仪扫描瞬时视场（FOW）有限，它与摄影测量的相机类似。莱卡的GYRA2500(HDS2500)和OPTECH的ILRIS3D扫描仪属于此类型!它适用于室外物体的扫描!尤其是对于长距离的扫描很有优势。(2)全景扫描式。此类型的扫描仪视场局限于仪器的自身如三角架。(3)

7、混合型扫描式。它集成上述两种类型的优点，水平方向的轴系旋转不受任何的限制。而垂直的方向上的旋转受镜面的局限。图2按扫描成像方式分类3）按照扫描仪测距原理划分前面提到，地面三维激光扫描仪对目标进行扫描时，与无反射的电子全站仪相似，获得的是扫描仪中心与被扫描物体的表面的两个夹角和一个斜距，三维激光扫描仪常用测距原理包括：（1）基于时间漂移原理。大多数的扫描仪测距都是采用这种原理，这种原理测距范围可以达到几百米，甚至扫描范围达到千米也是可能的。但是在大范围内的扫描测距，精度相对较低。（2）基于相位测量

8、原理主要用来进行中等距离的扫描测量。扫描范围通常限制在100m内，与时间漂移原理相比"它的精度可以达到mm级。（3）基于激光雷达或光学的三角测量原理为了保证扫描的完整性，许多的扫描仪只扫描几米到数十米的范围*它们主要用于工业测量和反向工程中，它可以达到亚毫米级的精度，通常这种扫描仪不分在地面激光扫描仪的范围之内。2、地面三维激光扫描仪精度试验目前地面激光扫描仪已经得到广泛应用。在一些应用中，如文物保护、工厂设施、资料文本等，不需要特别在乎其测量精度，通过数据预处理、剔除粗差、后处理后基本能达到厘