三维激光扫描技术及应用
三维激光扫描系统可以深入到任何复杂的现场环境及空间中,通过三维激光扫描直接将各种大型的、复杂的、不规则、标准或非标准等实体或实景的三维数据完整的采集到电脑中,进而快速重构出目标的三维实体模型,同时,所采集的三维激光点云数据还可将目标的完整数据用于各种后处理工作(如:测绘、计量、应力分析、有限元分析、仿1真分析、任务模拟、…等),它是各种正向工程工具(如:catia、ug、cad、有限元、流体动力、pdms、pds、gis、vr、3dsmax、maya、erp、…等)对称应用的工具,人们称它为企业逆向工程。所有采集的三维点云数据及三维建模数据都可以通过标准接口格式转换给各种正向工程软件直接使用。
三维激光扫描技术的数据处理
利用三维激光扫描仪获取的点云数据构建实体三维几何模型时,不同的应用对象、不同点云数据的特性,三维激光扫描数据处理的过程和方法也不尽相同。概括地讲,整个数据处理过程包括数据采集、数据预处理、几何模型重建和模型可视化。数据采集是模型重建的前提,数据预处理为模型重建提供------的点云数据,降低模型重建的复杂度,提高模型重构的精1确度和速度。数据预处理阶段涉及的内容有点云数据的滤波、点云数据的平滑、点云数据的缩减、点云数据的分割、不同站点扫描数据的配准及融合等;模型重建阶段涉及的内容有三维模型的重建、模型重建后的平滑、残缺数据的处理、模型简化和纹理映射等。实际应用中,应根据三维激光扫描数据的特点及建模需求,选用相应的数据处理策略和方法。
激光扫描三维测量原理
三维激光扫描系统通过数据采集获得测距观测值s,地形测量服务,激光脉冲横向扫描角度观测值α和纵向扫描角度观测值θ。激光扫描三维测量一般使用仪器内部坐标系统,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,如图2所示。由此可得到三维激光脚点坐标的计算公式:x=scosθcosα,y=scosθsinα,z=ssinθ。
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