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如何选择地面三维激光扫描仪修订版

d. 扫描速度:随所设定的激光发射频率变化。 e. 太阳光和室外光线对扫描点数和精度影响: 有影响。 Surphaser是受环境影响最小的。
三、三维激光扫描仪基础参数定 义。
1、脉冲激光发射频率:
脉冲激光的发射频率即PRR(Pulse Repetition Rate)脉冲重复频率。它表达的是激光器每秒中所 发射的脉冲激光的个数,即赫兹。由于激光是受激 发射的光,所以,PRR不是一个恒量,有一个变化 的幅度。如我们说:激光脉冲发射频率是5,000赫兹, 也就是它可能有时发射4,950赫兹,有时发射5,010 赫兹。
c. 最大激光发射频率:2,000 – 300,000赫兹。 d. 扫描速度:受脉冲式影响,扫描速度受到 限制。
e. 太阳光和室外光线对扫描点数和精度影响: 小。
警务.消防.爆破.航海.铁 路.反恐/军事.农业.林业.房地产.休闲/户外运 动等.
从物理上讲,这种定义是不对的,激光扫描 速度应该指的是单位时间内激光所扫描的长 度值
但是,习惯成自然,目前三维激光扫描仪行 业内就把脉冲激光的发射频率即PRR,当做 扫描速度参数。
如何鉴定设备的激光发射频率或激光扫描速 度
由于到目前为止,也没有一个官方的组织和 检校机构来对激光扫描仪进行质量鉴定,因 此有关激光扫描仪的发射频率、最大测量距 离、测量精度也没有一个统一的评判标准, 只能靠各个厂家和用户自己来裁定。 实际上,即使激光扫描仪发射了5,000点/秒, 激光扫描仪最多只能接受到1/3,其余的2/3 都被散射了。如果垂直方向的角度大于±40 度,激光扫描仪在单位时间内所能够接受到 的激光点的数量还要小于1/3,甚至小于1/5。
5、三维激光扫描仪应用领域
核电站,文物,考古,建筑业,航天,航空, 船舶,制造,军工,军事,
石化,医学,水利,能源,电力,交通,机 械,影视,教学,科研,汽车,公
安,市政建设......
二、三维激光扫描仪分类
目前市场上销售的地面式三维激光扫描仪按 扫描方式划分有两种: 1、基于时间-飞行差,又称脉冲式; 2、 基于相位差,又称相位式。
2、三维激光扫描仪原理
激光脉冲发射器周期地驱动激光二极管发射激光脉 冲,由接收透镜接受目标表面后向反射信号,产生 接收信号,利用稳定的石英时钟对发射与接收时间 差作计数,最后由微电脑通过软件,按照算法处理 原始数据,从中计算出采样点的空间距离;通过传动 装置的扫描运动,完成对物体的全方位扫描;然后进 行数据整理从而获取目标表面的点云数据。
相位式,Leica6000,6100和德国Z & F的 50.8万点/秒到Surphsaer的120万点/秒。
2 激光扫描速度Scan Rate:
有些厂家,如徕卡,常常给出激光扫描速度: 如激光扫描速度5,000点/秒(ScanStation1) 或50,000点/秒(ScanStation 2)。它实际上 是发自激光器的单位时间的激光点数,PRR 即激光重复发射频率。
1、测量原理
1.1脉冲式测量原理 由激光发射器发射出的激光经被测量物体的
反射后又被测距仪接收.测距仪同时记录激光 往返的时间.光速和往返时间的乘积的一半.就 是测距仪和被测量物体之间的距离,设备记 录本身在水平和垂直方向的旋转角度,再通 过软件,计算出三维数据。
1.2、相位式测量原理
相位式测量是用无线电波段的频率.对激光束 进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所 产生的相位延迟.再根据调制光的波长.换算此 相位延迟所代表的距离,即用间接方法测定 出光经往返测线所需的时间,设备记录本身 在水平和垂直方向的旋转角度,通过软件计 算出三位数据。如下图:
如:许多用户对比了徕卡公司的ScanStaion1 和ScanStation2,发现其所有参数都一样, 只有激光扫描速度由5,000点/秒提高到 50,000点/秒,而且前后推出的时间不到一年。 在使用时,也没有感觉到激光点云的密度有
激光脉冲的发射频率越高,在单位时间内所发射的 激光点云的数量越多。
一般来讲,为了达到最高的精度,在扫描时, 我们要选择设备的最高的激光发射频率和最 小的递增角度,使得扫描的激光点云密度达 到设备的最大值。 对于不同厂家的设备,其激光脉冲的发射频 率PRR不同。
脉冲式从天宝、Optech、徕卡(ScanStation 1)、i-site的2,000 –5,000赫兹到Riegl的 LMSZ-Z系列的27,000赫兹。
3、三维坐标确定方法
4、三维激光扫描仪应用
量化实景对象、三维信息采集、逆向三维重构、逆向三维建模 空间数据反求、对象逆程设计、预研仿研仿制、虚拟现实应用 正向工程反证、逆向工程实施、概念设计仿真、逆向制图还原 结构特性分析、试验工程仿真、后数据测计量、目标形变监测 工程技效评估、电脑模拟实战、环境适应仿真、工程力学分析 对抗模拟推演、企业无纸操作、虚拟设计制造、科目效果测试 整合三维资源、创建三维流程、工装工艺规划、改进改造工程 历史资源修复、任务方案优化、对象加载仿真、设施维护维修
1.2.1相位式测量原理图
2、两种方式三维激光扫描仪主要性能特 点
2.1脉冲式:
a. 射程:大于200米,最远的甚至达到6,000 米; b. 精度:对于中距离脉冲扫描式三维激光扫 描仪(最大射程:< 2,000米): ±2 mm – ±7 mm (测量距离<50米时);对于超长距 离脉冲扫描式三维激光扫描仪(最大射程:< 6,000米): ±15 mm (测量距离50米以内 时)。
2.2相位式 a. 射程:受相位式影响,扫描射程会受限制。 Leica 6200 0.4-79米,法如120米,
Surphaser 0.2-140 b. 精度:2 mm (距离:< 25米):±12 mm (距离:< 50米)。 c. 最大激光发射频率:30万 – 120万赫兹。 Surphaser目前是最高的120万赫兹,法如 97.6万,Leica50.8万。
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