物理定义：单位时间内扫描物体的长度
厂商定义：单位时间内发射（接收）激光点数
（受散射等原因，激光发射/接收装置发射N个激
光点仅能接收到N/3—N/5个点）
三维激光扫描仪主要技术参数——PRR、反射率
PRR—Pulse Repetition Rate（激光发射频率）
激光脉冲的发射频率越高，在单位时间内所发射的激光 点的数量越多。 反射率 —投射到物体上面被反射的激光能量与投射到
挖方量计算
等高线绘制
偏差分析
精确计算方量——降低成本
防爆型仪器
其它客户
建筑施工企业
建筑测量、室内设计
精密工业企业
精密测量
公安系统
犯罪现场调查
案例
米 易 县 龙 塘 沟 尾 矿 库
案例
绵 阳 科 创 园 孵 化 大 厦
案例
车载三维激光扫描仪视频 北川〃 5.12地震遗址扫描成果
35-50万
产品——行业现状
销售设备——基本为国外品牌 扫描服务——国内代理商、专业测绘机构 数据处理——代理、测绘机构、第三方企业 功能定制——国外厂商、科研单位、第三方企业
重点推广客户
交通厅、高速公路建设公司
适用项目： 切入点：
Z+F防爆型扫描仪 Amberg专业隧道处理软件
产品——行业价格
产品名称 内容 三维激光扫描仪数据采集服务 提交成果 价格
工厂、设备、文物、建筑类 三维激光扫描
每天20次全彩扫描 或30次黑白扫描
地形测绘类三维激光扫描
每天15站
提交原始点云信息 以及影像匹配后点云信息， 格式为通用格式（XYZ或PTX）
3万-5万/天
4万-6万/天
三维激光扫描仪数据处理服务 初级数据处理： 点云处理、点云成果输出及格式转换 数据处理的工作量为野外数据采集 工作量的2倍 原始点云数据 完整点云数据 原始点云数据 完整点云数据 基本模型数据 原始点云数据 完整点云数据 基本模型数据 精细模型数据


表面建模精度
标靶获取精度
三维激光扫描仪主要技术参数——分辨率
扫描分辨率包含以下参数
光斑大小 点间距 距离分辨率
一般来说，分辨率越高，表面建模精度越高，重建得到
的模型越精细。
分辨率随测距原理、实测距离的变化而变化，距离越远 光斑越大、点间距越大。
三维激光扫描仪主要技术参数——扫描速度
相位式 奥地利 Riegl
相位式 日本 Topcon
脉冲式 美国 Trimble
脉冲式
脉冲式
脉冲式
脉冲式
主要仪器厂家
Surphaser FARO
重点放在文物保护领域 重点在工厂测绘、工程测绘（隧道）
Leica
Riegl Z+F
优势在品牌形象
优势为长距离测绘 优势在于仪器性能，拥有唯一一款防爆型扫描仪
去噪 拼接 格式转换
进阶应用
三维建模 纹理贴图
高级应用
GIS集成 数据计算 数据分析 三维设计
数据处理服务（内业）
产品——数据处理服务
点云拼接
CAD 图纸输出
内业——点云拼接 内业——格式转换
产品——数据处理服务
内业——三维建模
浏览 数据存档 虚拟现实
产品——数据处理服务
改造设计
距离测量
根据光脉冲在被摄场景中的传播和反射时间，来获取场景中各点的距
离信息。
其中C 为光速。
飞行时间——脉冲测距

原理
通过记录调制的激光信号在待测距离上往返传播所花费的时间，可由 飞行时间法直接求得待测距离。
飞行时间——相位差测距

原理
通过测量调制的激光信号在待测距离上往返传播所形成的相移，间接 测出激光传播时间，再根据激光传播速度，求出待测距离。
准确度与精密度
•鉴于不可能获得真实值，只能用更精密仪器的测量值作为近似真实值， 且精确度与准确度之间有一定的相关性，故实际中用精确度来衡量仪器 的测量性能。 •柯尼卡美能达是唯一提供准确度参数的厂商。
三维激光扫描仪主要技术参数——精度
扫描仪的精度参数
点位精度 距离精度——大部分厂商只提供该值，且该值 随实 际扫描距离变化极大。 角精度
三维激光扫描仪：每秒可测量数万到数百万个点，使快速获取复杂
物体表面成为可能。
多学科融合
三维激光扫描技术涉及现代电子、光学、机械、控制工程、图像处
理、计算机视觉、计算机图形学、软件工程等技术，是多种先进技术 的集成。
简介——三维激光扫描仪分类
简介——三维激光扫描技术详解
原理 ——飞行时间

原理
PRR越高的扫描仪，其扫描速度越快。这也是相位式扫 描仪宣称速度快的原因。
三维激光扫描技术的应用
测绘
建立三维模型
计量
体积计量
面积计量 容积计量
测量距离
土地资源调查
建筑、厂房改造设计
三维激光扫描技术的应用
从用途上分（用来干什么？使用的目的？） 三维重建——重建目标三维模型 数值计算——距离测量、面积计算、体积计算、容积计算
当PRR=f 时，发射相邻两个激光点的间隔时间：
光速为C，则扫描仪理论最大扫描距离D为：
频率越高，射程越近，这也是相位式扫描仪普遍射程 偏近的原因。
参数之间的联系
扫描距离与精度
扫描距离越远，精度越低
扫描距离与分辨率
扫描距离越远，分辨率越低，为了获取更精确的模型， 就需要增加PRR以增加发射激光点数量，但相应地，也 就增加了扫描时间
三维激光扫描仪
成都九洲电子信息系统股份有限公司 安监事业部 吴雨
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目录
技术部分 商务部分
• 三维激光扫描技术简介 • 三维激光扫描仪原理 • 三维激光扫描仪参数
• 三维激光扫描技术的应用 • 主要仪器生产厂家
• 产品——卖什么 • 客户——卖给谁 • 案例
展望部分
• 发展方向 • 建设步骤
第一部分
返回目录
Hale Waihona Puke 技术部分简介——三维激光扫描技术的概念
三维激光扫描仪
物体上的总激光能量之比。直接影响到激光
扫描仪的实际测距能力。
参数之间的联系
PRR与单位时间发射点数
当PRR=f 时，发射相邻两个激光点的间隔时间：
则单位时间内可以发射的激光点数量N为：
这与厂商的扫描速度定义相同，因此也有厂商将激光 发射频率称作扫描速度。
参数之间的联系
PRR与扫描距离（射程）
北京〃天安门扫描成果 新津化工园区扫描成果
九洲科瑞〃北川数字景区
第三部分
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展望部分
展望——三维激光扫描仪的发展方向
性能更强大
自身 Group
适用面更广泛
行业
更快速 更轻便
更精确 更便宜
更多、更强大的应用软件 与其它设备、技术的融合
展望——三维健康档案
重大危 险源
文物
的健康档案
建筑
桥梁
展望——三维数据远程服务平台
Maptek
长距离扫描仪，Leica贴牌
产品——仪器
中距离三维激光扫描仪
Z+F(德国)
1mm@50m
产品——仪器
长距离三维激光扫描仪
Maptek(澳大利亚)
8mm@50m
产品——扫描服务
设站 布设标靶
扫描服务（外业）
操作扫描
产品——扫描服务
外业成果——点云数据 行业价格—— 3-6万/天
产品——数据处理服务 初级应用
通过发射激光来扫描获取被测物体表面三维坐标和反射光强度的仪器。
三维激光扫描技术
三维激光扫描技术，是通过三维激光扫描仪获取目标物体的表面三维 数据；对获取的数据进行处理、计算、分析；进而利用处理后的数据从事 后续工作的综合技术。
简介——三维激光扫描技术的特点
快速、高密度扫描 常规测量：每次测量1个点，每次测量耗时2-5秒；
测量距离 测量精度 扫描速度 远 低 慢 近 高 快 非常近 非常高 慢
三维激光扫描仪原理

工作原理
红外线激光束射 到旋转光学镜的中心 。该光学镜将使激光 在围绕扫描环境垂直 旋转的方向上产生偏 差；之后，将周围对 象的该点处的数据并 对该点进行定位。散 射光反射回扫描仪。
三维激光扫描仪主要技术参数——精度
原理 —— 结构光

原理
物体点的三维坐标 (X,Y,Z) ，是经过像点（X’,Y’）与相机光心的直线与光
平面的交点。
三维激光扫描仪原理

不同测距原理技术对比
原理 飞行时间 脉冲法 相位差法 结构光
参数
激光发射装置 固体激光器（红宝石、YAG） 连续光源激发器（He-Ne） 连续光源激发器（He-Ne）
隧道施工
道路放样
施工流程管理
任意密度、高精度隧道断面图 爆破和体积分析
重点推广客户
文化厅（局）、文物局、博物馆、艺 术馆、文化遗产景区
适用项目：
切入点：
全真三维模型 三维数字档案，永久保存
文物数字化
虚拟景区
虚拟博物馆
网上博物馆，远程参观