请哪位达人谈谈3D激光扫描系统
光荣荆棘路
2006年05月15日 15:05:21
来自于水土保持
只看楼主

我国水土保持动态监测取得新突破——3D激光扫描系统定量监测土壤侵蚀试验获得成功 近日,由黄河上中游管理局主持,黄河水土保持生态环境监测中心、西峰水土保持科学试验站、北京天拓基业科技发展有限公司、法如(FARO)国际贸易有限公司等单位的技术人员及外国专家共同参与的,利用三维激光扫描仪进行径流小区土壤侵蚀定量监测试验,在甘肃西峰南小河沟人工降雨试验基地获得成功,该项技术的成功应用,填补了我国水土保持动态监测的一项空白。

我国水土保持动态监测取得新突破——3D激光扫描系统定量监测土壤侵蚀试验获得成功
近日,由黄河上中游管理局主持,黄河水土保持生态环境监测中心、西峰水土保持科学试验站、北京天拓基业科技发展有限公司、法如(FARO)国际贸易有限公司等单位的技术人员及外国专家共同参与的,利用三维激光扫描仪进行径流小区土壤侵蚀定量监测试验,在甘肃西峰南小河沟人工降雨试验基地获得成功,该项技术的成功应用,填补了我国水土保持动态监测的一项空白。
本次试验以黄河水土保持生态环境监测中心拟申请引进的德国IQsun880HE80三维激光扫描系统为平台,对坡面径流小区不同人工降雨强度下土壤侵蚀状况系统扫描,建立高精度三维地面模型(精度达3毫米),重点研究人工降雨产生的土壤侵蚀量,并将汇集到径流桶中的坡面侵蚀泥沙,通过径流小区观测的方法测量其侵蚀量,把两种方法测量的结果对比分析,研究3D激光扫描系统快速监测土壤侵蚀的最佳方法和测量精度。与此同时,技术人员还进行了利用3D激光扫描系统建立坝址区数字地图的试验研究。目前,各项动态监测数据正在处理之中。


个人认为,3D激光扫描技术是一项崭新的测量技术,毫不夸张的说,它的应用范围只受我们想象力的限制,其应用到水土保持领域,代表着土壤侵蚀定量监测技术的未来。
只是小生在刚才的报道中有一事不解,报道中说IQsun880HE80三维激光扫描系统建立的高精度三维地面模型(精度达3mm),请哪位达人指教一下,3mm指的单测点误差吗??如果是,那么是在多长的扫描距离内产生的??而整个模型的控制面积又有多大?
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光荣荆棘路
2006年05月17日 09:24:16
2楼
找到硬件资料 http://www.wellfound.com.cn/product.asp?id=721

主要特点

1.快速,高精度,高解晰度,长距离扫描,模块化设计是新一代三维激光扫描仪IQsun880 最重要的特点。

2.IQ sun880可以在短短的58秒内扫描8百万个点,大大提高了工作效率,对于大型目标可以进行有效的多重扫描合并。

3.第一台实现无需外部PC而独立作业的扫描仪,所有数据存储在内置硬盘中,轻松实现数据的导入、导出和数据处理,同时也确保所或数据实时存储。此外,也可以配置外部模块进行多样性操作。

4.完美的解决方案,高精度的倾斜传感器简化了空间扫描,至多需要测量和记录67%的目标点,从而节省了三分之一的成本和时间,电源和以太网卡端口位于扫描仪底部固定端,确保了仪器使用期间的安全性。

5.模块化设计保证投资的有效性,距离传感器,对称轴和内置PC均模块化设计,随时更换和升级相应的模块至最新版本。


产品应用范围
主要应用领
为下面的多个领域进行测绘、设计、计划以及维护数据工作提供完美的解决方案:

数字工厂/虚拟现实;
建筑/民用工程;
考古、历史文化遗产研究;
防洪、滑波检测;
水利、电力;
工厂设计;
自动化设计;
……

参数

范围:80m 分辨率:17Bit范围/11Bit亮度

扫描速度:120KHZ 线性误差:≤3mm/25米,84%反射率

温度影响:可忽略 激光强度:22mw

波长:785nm 光束直径:3mm,圆形

水平扫描范围:360度 垂直扫描范围:320度

最大垂直扫描速度:3000转/分 环境温度:0-50度

电源:24VDC 存储设备:内置PC

功耗:60W 湿度:100%无冷凝。

光感:黑暗及强光下均正常工作 尺寸:400mm*160*280mm

维护周期:一年
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光荣荆棘路
2006年05月17日 09:43:30
3楼
找到零星一点资料
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光荣荆棘路
2006年05月17日 09:46:10
4楼
3D激光测量技术的发展及应用

随着激光技术和电子技术的发展,激光测量已经从静态的点测量发展到动态的跟踪测量和3D立体测量领域。上个世纪末,美国的CYRA公司和法国的MENSI公司率先将激光技术发展到三维测量领域。其中,CYRA公司的3D测量技术着重于中远距离(50米-200米)目标的测量应用,可以获得6毫米到4厘米的测量精度,是针对建筑模型,地面施工,电站,船舶设计等大型项目的建模,监测应用;而MENSI公司则着重于短距离高精度的3D测量应用,由于可以达到0.25毫米的精度,为工业设计,设备加工,质量监测领域提供了全新的测量手段。在2000年的时候,美国宇航局(NASA)就已经在设计加工过程中成功的应用了3D测量技术。

现在,3D测量技术已经发展出更远的工作距离和更多的应用领域。I-SITE公司的3D激光扫描仪的工作距离已经达到了800米,适用于更大规模的现场监测,如露天煤矿等。3D激光测量也已经被应用到航空测量的领域,即激光雷达。传统的遥测技术包括卫星遥感,航空摄影测量等。但是卫星遥感技术规模浩大,成本高,约束条件多,缺乏灵活性。而航空摄影测量成本昂贵,设备要求高。相比之下,3D激光扫描设备可以在低空100米到450米的范围内对地面目标进行准确的3D测量,其精度可以达到10厘米。其低成本和灵活性将航测技术拓展到更多更广的范围。激光雷达不仅在军事上有广泛的应用,在水利,电力,交通,防洪,滑坡监测,林业等领域都有着非常广泛的应用前景。

3D激光测量对于软件处理有着很高的要求,需要使用专业的对测量信息进行处理,然后结合AutoCAD软件建模并应用。其工作步骤包括:测量,表面处理,软件拚接,三维建模,应用数据等。与传统的方式相比,3D激光测量有着极高的工作效率,可以大大加速工程的速度,监测并获得可靠的精度。

在土木工程,工业设计,地面模型,路桥设计,船舶建造,地理数据采集,现场保护,露天煤矿,建筑监测等很多领域3D激光扫描技术都获得了成功的应用。其高效率和低成本的特点获得了广泛的认可。例如,根据美国在高速公路,立交桥的施工过程中应用3D激光测量技术的经验,每个项目大约可以缩短工期4到6个月,而且不需要测量员进入公路,桥梁工作,目标路段依旧可以保持畅通。在保证高精度,节省成本的同时,还实现了最大的社会效益。

但是由于3D测量技术对于应用者的技术要求比较高,而且针对具体的应用需要设计专门的应用方案,在某种程度上也限制了该技术的广泛应用。

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光荣荆棘路
2006年05月17日 10:27:07
5楼
原来徕卡也有3D激光测量系统,找到leica资料!答案解开,原来HDS4500 25m型扫描仪在5m的扫描距离内测点误差为3.0mm!! :).....呃,现在不知iqsun880是否也一样?模型的应用尺度又是多大啊?
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光荣荆棘路
2006年05月17日 10:56:36
6楼
徕卡宣传册做的真是不错,还提供了一个实例
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光荣荆棘路
2006年05月17日 11:01:56
7楼
产品名称:FARO三维激光扫描系统

针对用户需求而设计的三维激光扫描系统仅用最少的培训时间即可捕捉三维点云数据。无论对一个50000平方英尺的建筑物或一个犯罪现场的精确捕捉,它都具有无限表现力。3D激光扫描仪的工作原理是通过发射红外线光束到旋转式镜头的中心,旋转检测环境周围的激光,一旦接触到物体,光束立刻被反射回扫描仪,红外线的位移数据被测量,从而反映出激光与物体之间的距离。最后用编码器来测量镜头旋转角度与激光扫描仪的水平旋转角度,以获得每一个点的X、Y、Z的坐标值。利用FARO三维激光扫描系统能够让你在几分钟内对你感兴趣的区域,楼房,桥梁,室内等获取详尽的、高精度的三维立体影像图数据,它可广泛用于各行各业,例如采矿、工程、城市规划,楼房销售,测量、交通,运河,铁路,反恐、娱乐,古迹建筑物克隆,数字地理信息系统等行业。

特点及优势:

 形象逼真的三维图像
FARO三维激光扫描系统产生三维黑白图像,每一个像素均有X,Y,Z坐标,为了实现真正的彩色图像,可以通过增加一个高级选项,每个像素就变成带有坐标值的RGB像素了。测量数据也非常方便,可以在点云图中或三维物体中直接测量,这些可用于生成尺寸精确的CAD模型。

高速
FARO三维激光扫描仪可在不到1分钟时间内扫描周围环境8 百万像素,比常用三维激光扫描仪速度快一百倍,减少了现场捕捉数据所需时间,增加效率和数据采集的收益性。

 权威认证科技
多年实际应用的经验在设计上可见一斑:密封紧凑的结构件,按钮启动操作,能够选择方向参考点,使其能在困难的环境中完成日常操作。

 革命性的操作特点
第一台实现无需外部PC而独立作业的扫描仪,这样扫描就变得非常方便。所有的数据都存储在内置硬盘中,轻松实现数据的导入、导出和数据处理,同时也确保所有数据实时存储,避免了数据丢失的风险。此外,还可以配置额外的PC模块进行换班操作,即保证了工作效率,也节约了时间,避免了数据的丢失。

 采用人性化的解决方案
高精度的倾角传感器简化了照相机空间定位的时间。最多需要测量和记录67%的目标点,从而节省了1/3以上的成本和时间。电源和以太网端口位于扫描仪底部固定位置,确保了仪器使用时的安全性。

 模块化的安全设计
距离传感器、镜像轴、和即插即拔的电脑,都是可替换的模块。万一有意外发生,有问题的模块可以快速更换,甚至于在工作现场也可以更换。这对于某些时间很紧的项目,耽误了每次扫描都将产生后续问题,这个是特别有价值的。
另外,这些设备保护了您的资产,由于产品在不断的创新,特殊应用模块在不断完善,你的所有模块都可以更新和扩展。

FARO的激光扫描仪为客户提供了一个可以不断升级的方法,保证你的扫描仪永远都是最新的。具有不同特征的新模块可以选购,例如:距离传感器提供了一个更高的精度和更长距离的扫描。因此具有不同测量作用的扫描仪能够在一台机器上实现。

 软件和界面
Faro Scene用来控制扫描仪操作、视角、测量和分析。Faro Scene还可以用来处理数据、识别物体和连接CAD系统。所有的CAD和CAPE系统都支持,比如Microstation, Autocad, CATIA, I-Deas, PDS, PDMS, eMworkplace(Robcad), IGrip, DELMIA-Process-Engineer等等。
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光荣荆棘路
2006年06月08日 16:18:01
8楼
看来坛子里做3D激光扫描系统的同行不是很多,自己顶上来
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光荣荆棘路
2007年09月18日 14:55:10
9楼
老谢来看看,要是咱们基地装上这东东,那就不得了了^_^

~~当初看CSI(Crime Scene Investigation)才知道有这东东,后来又有报道用在水保上,国外水保界应用都很普遍了,国内还很少,差距还很大啊~~!
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高贵的搬砖工
2007年09月28日 16:33:22
10楼
是呀!从事监测这么多年,最近还在被水土保持监测精度问题困扰,看了你的报道,感觉有了新思路.个人觉得3D扫描测量系统和雷达扫描系统都是将来水土保持监测适用的先进技术,而且随着精度的提高,甚至可以用来校核小区观测结果(目前的小区观测感觉还是较粗),这样不同空间尺度观测结果的转换也就有了新的途径.我要想办法从这些方面着手做些事情!
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globeshanghai
2008年01月07日 14:32:20
11楼
后续的点云数据处理也很重要,介绍家公司
科洛博上海数字科技顾问有限公司
www.globeshanghai.com
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