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本公司專注于三維激光掃描測量、傳統(tǒng)工程測繪、數(shù)據(jù)分析、建模等,為BIM設計、城市規(guī)劃、工程建設、古建遺產(chǎn)數(shù)字化檔案提供服務。
三維激光掃描技術發(fā)展
激光雷達是利用激光測距原理確定目標空間位置的新型測量儀器,通過逐點測定激光器發(fā)射信號與目標反射信號的相位(時間)差來獲取激光器到目標的直線距離,再根據(jù)發(fā)射激光信號的方向和激光器的空間位置來獲得目標點的空間位置。通過激光器對物體表面的密集掃描,可獲得物體的三維表面模型。三維激光掃描測繪技術的測量內容是測量目標的整體三維結構及空間三維特性,并為所有基于三維模型的技術應用而服務;傳統(tǒng)三維測量技術的測量內容是測量目標的某一個或多個離散定位點的三維坐標數(shù)據(jù)及該點三維特性。前者可以重建目標模型及分析結構特性,并且進行全1面的后處理測繪及測繪目標結構的復雜幾何內容。如:幾何尺寸、長度、距離、體積、面積、、結構形變,結構位移及變化關系、、分析各種結構特性等;離散單點采集三維坐標,如三坐標測量儀、三坐標跟蹤儀、三坐標測量機、經(jīng)緯儀等。而后者僅能測量定位點數(shù)據(jù)并且測繪不同定位點間的簡單幾何尺寸,如:長度、距離、點位形變、點位移等。按 照空間位置分類,三維激光掃描設備可分為:機載類和地面類。
三維建模
利用Cyclone軟件提供的豐富的點云數(shù)據(jù)處理功能,通過選取、截取、圍欄選定的點云數(shù)據(jù)匹配生成面和復雜形體表面的不規(guī)則i角網(wǎng)(TIN),建成三維模型,如圖4所示。
點云數(shù)據(jù)的應用研究Cyclone軟件提供了面向AutoCAD的接口CloudWorx for AutoCAD和面向AutoCAD與Microstation的CycloneObject Exchange(COE)數(shù)據(jù)轉化接口。2008年1月份在我院與徠卡技術職員在昆明新機場工地實地做了相關的對比測試,比較了三維激光掃描儀和傳統(tǒng)的GPS丈量的作業(yè)流程、工作強度和成果精度。在點云數(shù)據(jù)的應用研究中,選取某一建筑物做為目標,將掃描的點云數(shù)據(jù)導入AutoCAD與Microstation中進行處理得到基本相近的建筑物的框線圖,
三維激光掃描技術是不同于傳統(tǒng)的測繪技術,也可以說是具有革命性意義的技術。傳統(tǒng)的測繪技術主要基于單點精1確丈量,由于丈量的點少,在描述目標結構的完整屬性方面就力所不及。三維激光掃描技術利用激光測距的原理,通過記錄被測物體表面大量的密集的點的三維坐標、反射率和紋理等信息,將各種實體或實景的三維數(shù)據(jù)完整的導入到電腦中,進而快速復建出被測目標的三維點云、三維模型及線、面、體等各種圖件數(shù)據(jù)。結合其他各領域的應用軟件,所采1集點云數(shù)據(jù)還可進行各種后處理應用。按照三維激光掃描技術掃描的間隔來劃分,可分為機載三維激光掃描儀(Lidar)、地面工程型三維激光掃描儀(HDS)和近間隔三維激光掃描儀。2008年1月,昆明市測繪研究院引進了西南地區(qū)第壹臺地面工程型三維激光掃描系統(tǒng)――徠卡HDS ScanStation2和Cyclone軟件,隨即在多個領域展開了研究與應用??捎糜谄髽I(yè)可視化管理及虛擬現(xiàn)實應用,如:訓練、培訓、試驗、虛擬制造、虛擬設計、虛擬試驗、虛擬視景、仿1真機可視化數(shù)據(jù)資源、評估、模擬、設施管理、三維建檔、設施維護、GIS展示、。
三維激光掃描儀原理三維激光掃描儀主要由激光發(fā)1射器、接1收器、時間計數(shù)器、馬達控制可旋轉的濾光鏡、彩色CCD相機、控制電路板、微電腦和軟件等組成。激光脈沖發(fā)1射器周期地驅動激光二極管發(fā)射激光脈沖,由接收透鏡接受目標表面后向反射信號,產(chǎn)生接收信號,利用穩(wěn)定的石英時鐘對發(fā)射與接收時間差作計數(shù),后面由微電腦通過軟件,按照算法處理原始數(shù)據(jù),從中計算出采樣點的空間距離;通過傳動裝置的掃描運動,完成對物體的全1方位掃描;然后進行數(shù)據(jù)整理從而獲取目標表面的點云數(shù)據(jù)。彩色CCD相機拍攝被測物體的彩色照片,記錄物體的顏色信息,采用貼圖技術將所攝取的物體的顏色信息匹配到各個被測點上,得到物體的彩色三維信息??捎糜趯嵨镌既S數(shù)據(jù)及結構形態(tài)的現(xiàn)場采集、非線性采集、快速原型、三維存檔、再設計、改造改進、逆向三維重構、任務仿1真、模擬及評估、后測繪計量、倉容計量、結構特性分析及逆向反求、校驗正向設計、各種結構特性測試及試驗、。