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三維激光掃描儀的數(shù)據(jù)采集、處理詳解
來源:kohlernovita.com.cn發(fā)表時(shí)間:2020-12-09 10:23:31

  從高密度的點(diǎn)云數(shù)據(jù)信息進(jìn)行掃描物體的重建以提取需要的數(shù)據(jù)是三維激光掃描儀數(shù)據(jù)技術(shù)處理的重要組成部分,根據(jù)三維模型研究表示的不同發(fā)展方式,點(diǎn)云數(shù)據(jù)的模型重建也可以主要分為以下兩種教學(xué)方法:

三維激光掃描儀

  一個(gè)是幾何模型重建,常見于 cad 型材或斷面型材。對(duì)于幾何模型的重建,采用點(diǎn)云或數(shù)據(jù)模型對(duì)點(diǎn)、線、面、柱面、四面體等幾何體進(jìn)行擬合。一種是三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)曲面的模型重建,主要是構(gòu)造網(wǎng)格(三角片)逼近被掃描的物體曲面

  常見的如對(duì)房屋結(jié)構(gòu)建筑的外輪廓、馬路邊緣、電線布置、工廠管道等輪廓信息進(jìn)行研究幾何模型擬合,可以作為輸出一個(gè)三維圖形數(shù)據(jù)格式也可以是AutoCAD格式等。

  精度進(jìn)行分析:由于我國(guó)三維掃描的點(diǎn)位精度主要取決于我們距離可以測(cè)量和角度通過測(cè)量的誤差。經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),目前無反射測(cè)距的精度為3+2ppm,角度研究測(cè)量所能達(dá)到企業(yè)精度為0.5秒。按照點(diǎn)位確定教學(xué)過程中的誤差信息傳播活動(dòng)規(guī)律,三維掃描中單點(diǎn)位置以及確定的誤差將大于3mm,同時(shí)也是隨著掃描儀到掃描目標(biāo)之間距離的增大,點(diǎn)位確定的誤差將受距離測(cè)量和角度測(cè)量的誤差產(chǎn)生影響而變大??梢姡壳暗娜S掃描處理技術(shù)人員并不能真正達(dá)到mm級(jí)測(cè)繪精度。

  當(dāng)掃描工作目標(biāo)相位于距掃描儀5米處時(shí),三維掃描量測(cè)得數(shù)據(jù)結(jié)果中包含約3~5mm的誤差(由于傳統(tǒng)手工進(jìn)行測(cè)量方法比較我們仔細(xì),可以通過忽略手工測(cè)量研究結(jié)果中的誤差)。雖然他們沒有能力得到量測(cè)誤差與掃描距離的關(guān)系,但根據(jù)不同激光測(cè)距定位的特點(diǎn),可以直接斷定隨著網(wǎng)絡(luò)掃描物體到掃描儀距離的加大,量測(cè)誤差必將大幅度不斷增加。

  三維激光掃描的精度不是一個(gè)固定的值,因?yàn)辄c(diǎn)的位置取決于距離。測(cè)距的準(zhǔn)確性受到測(cè)量長(zhǎng)度和測(cè)量次數(shù)的影響。掃描儀與目標(biāo)距離越遠(yuǎn),測(cè)距誤差越大,測(cè)點(diǎn)精度越低。測(cè)距次數(shù)越多,測(cè)距精度越高。三維激光掃描的目的是確定一個(gè)點(diǎn)的位置。因此,與其他測(cè)量設(shè)備一樣,衡量三維激光掃描儀精度的指標(biāo)是單點(diǎn)定位精度。根據(jù)三維掃描儀定點(diǎn)定位的原理,定點(diǎn)定位的精度取決于儀器的測(cè)距精度和測(cè)角精度。

  影響進(jìn)行激光掃描測(cè)量精度的因素導(dǎo)致很多,總體上分硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)重要方面,硬件環(huán)境方面問題主要有機(jī)械運(yùn)動(dòng)發(fā)展平臺(tái)、CCD攝像機(jī)、激光器等,從硬件系統(tǒng)方面可以提高工作精度,一般會(huì)增加企業(yè)成本。軟件管理方面研究主要有物像對(duì)應(yīng)關(guān)系標(biāo)定、激光掃描線中心提取、被測(cè)物面表面特征、光學(xué)成像參數(shù)、光平面位置等因素。


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