三维激光扫描系统基测量的5种方法

三维激光扫描系统基测量的5种⽅法
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三维激光扫描系统主要由三维激光扫描仪、计算机、电源供应系统、⽀架以及系统配套软件构成。三维激光扫描仪作为三维激光扫描系统的主要组成部分,是由激光射器、接收器、时间计数器、马达控制可旋转的滤光镜、控制电路板、微电脑、CCD机以及软件等组成。激光测距技术是三维激光扫描仪的主要技术之⼀。激光测距的原理主要有基于脉冲距法、相位测距法、激光三⾓法、脉冲⼀相位式四种类型。⽬前,测绘领域所使⽤的三激光扫描仪主要是基于脉冲测距法测距,近距离的三维激光扫描仪主要采⽤相位⼲涉法测距和激光三⾓法测距。激光测距技术类型介绍如下:bim施工模拟
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⼀、激光测距技术原理与类型
1、脉冲测距法
脉冲测距法是⼀种⾼速激光测时测距技术。脉冲式扫描仪在扫描时激光器发射出单点的激光,记录激光的回波信号,通过计算激光的飞⾏时间(Time of Flight,缩写为TOF),利⽤光速来计算⽬标点与扫描仪之间的距离。这种原理的测距系统测距范围可以达到⼏百⽶到上千⽶的距离。激光测距系统主要由发射器、接受器、时间计数器、微电脑组成。
脉冲测距法也称为脉冲飞⾏时间差测距,由于采⽤的是脉冲式的激光源,适⽤于超长距离的距离测量,测量精度主要受到脉冲计数器⼯作频率与激光源脉冲宽度的限制,精度可以达到⽶数量级。
2、相位测距法通信与信息管理
相位式扫描仪是发射出⼀束不间断的整数波长的激光,通过计算从物体反射回来的激光波的相位差来计算和记录⽬标物体的距离。基于相位测量原理主要⽤于进⾏中等距离的扫描测量系统中。扫描范围通常在100m内,它的精度可以达到毫⽶数量级。
相位式扫描仪由于采⽤的是连续光源,功率⼀般较低,所以测量范围也较⼩,测量精度主要受相位⽐较器的精度和调制信号的频率限制,增⼤调制信号的频率可以提⾼精度,但测量范围也随之变⼩,所以为了在不影响测量范围的前提下提⾼测量精度,⼀般都设置多个调频频率。
3、激光三⾓法
激光三⾓法是利⽤三⾓形⼏何关系求得距离。先由扫描仪发射激光到物体表⾯,利⽤在基线另⼀端的CCD相机接收物体反射信号,记录⼊射光与反射光的夹⾓,已知激光光源与CCD之间的基线长度,由三⾓形⼏何关系推求出扫描仪与物体之间的距离。为了保证扫描信息的完整性,许多扫描仪扫描范围只有⼏⽶到数⼗⽶。这种类型的三维激光扫描系统主要应⽤于⼯业测量和逆向⼯程重建中。它可以达到亚毫⽶级的精度。
4、脉冲⼀相位式测距法
将脉冲式测距和相位式测距两种⽅法结合起来,就产⽣了⼀种新的测距⽅法:脉冲-
5、相位式测距法,
这种⽅法利⽤脉冲式测距实现对距离的粗测,利⽤相位式测距实现对距离的精测。
三维激光扫描仪主要由测距系统和测⾓系统以及其他辅助功能系统构成,如内置相机以及双轴补偿器等。⼯作原理是通过测距系统获取扫描仪到待测物体的距离。再通过测⾓系统获取扫描仪⾄待测物体的⽔平⾓和垂直⾓,进⽽计算出待测物体的三维坐标信息。在扫描的过程中再利⽤本⾝的垂直和⽔平马达等传动装置完成对物体的全⽅位扫描,这样连续地对空间以⼀定的取样密度进⾏扫描测量,就能提银机
得到被测⽬标物体密集的三维彩⾊散点数据,称为点云。

本文发布于:2024-09-21 22:57:09,感谢您对本站的认可!

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