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三维激光扫描技术的应用

三维激光扫描技术的应用 2011年12月09日 来源： 三维激光扫描技术不同于传统的高精度测绘技术，它主要面向高精度逆向三维建模及重构。传统的测绘技术主要用于单点精确测量，但用于建模工作时就力所难及了，因为描述目标结构的完整属性需要采集大量的测绘点，少则几万个，多则几百万个以上，这样才能将目标完整地“搬”到电脑中来,在现代高精度传感技术的辅助下就能解决这个问题。三维激光扫描技术就属于此类全自动高精度立体扫描技术。

三维激光扫描技术的应用面非常宽广。正向建模技术(如由人工操作的CATIA、UG、CAD等)的对称应用称为逆向建模技术(如从实体或实景中直接还原出模型)。逆向建模可以将设计、生产、实验、使用等过程中的变化内容重构出来，然后进行各种结构特性分析(如形变、应力、效能、过程、工艺、姿态、预测等)、检测、模拟、仿真、CIMS、CMMS、虚拟现实、柔性制造、虚拟制造、虚拟装配等，这对于有限元分析、工程力学分析、流体动力分析等软件来说是非常重要的，对于精度适合的工作还可以进行后处理测绘、计量等。

目前应用的逆向数据采集技术有几种，例如，法国MENSI三维激光扫描技术是三维重构技术进化链中的最新应用技术。它与传统的技术手段不同。此前已有的传统技术包括：

1.离散单点采集三维坐标，如三坐标测量仪、三坐标跟踪仪、三坐标测量机、经纬仪等。其不足之处是：对于需要海量点云采集的复杂结构面、体等，数据采集存在困难。

2.基于二维的光学照相原理，然后用三维软件推拟三维模型(即从二维到三维)，如近景照相测量等。其不足之处是：存在光学固有变形误差、景深不够、实物表面预处理、基准点设置后三角平面错位、二维照相转换及间接数据的不确定性等困难。

MENSI三维激光扫描技术可以真正做到直接从实物中进行快速的逆向三维数据采集及模型重构，即从三维到三维的全景三维实测数据重构。它无须做任何实物表面处理，并且景深很长，避免了光学变形因素带来的误差，其激光点云中的每个三维数据都是直接采集的目标真实数据，从而使后处理的数据真实可靠，所以人们将它作为快速获取空间数据的有效手段。它主要是针对大中型的目标实体或实景，并能直接反映客观事物实时的、变化的、真实的形态特性。由于MENSI三维激光扫描技术是由精密自动传感技术、CCD技术、遥感跟踪技术的支持，所以获取实物或实景的三维点云数据质量很高，保证了数据的真实性、均匀性、实时性、操作性、完整性、广域性、可监测性、可维护性等。

总之，空间数据是一个复杂的、交错的、变化的属性，表面结构仅是这个属性之一、而逆向工程的任务也将随着环境量化、虚拟制造、柔性制造、工装工艺、工件组合、数字工厂、流程操作、可视化仿真、虚拟现实等的应用延伸而不断扩大，社会横向应用面也将进一步扩展。

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