三维激光扫描仪的测量原理

据鑫 知 网了解 三维扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构进行扫描，以获得物体表面的空间坐标。 目前三维扫描技术在文物、建筑、电商行业等都得到了成功的应用，非接触式三维扫描作为三维扫描技术其中一个很重要的分支，具有检测速度快、无需接触实物等特点，能够直接将大型复杂的、不规则的物体三维点云数据采集到电脑中，快速重构出所需的三维模型，取得良好效果。 但是釆用非接触式三维扫描仪进行扫描研究的过程中，会因仪器误差、物体自身因素误差和测量误差等造成测量结果不准确，从而使制造出的零件不准确，不能用于装配，所以找到误差的具体方向并降低误差值，使三维扫描技术向高精度、简单易操作的方向发展，是未来重点需要关注的地方。 普通非接触式三维扫描仪，比如说积木易搭魔拍系列产品，需要用到的主要硬件包括：工业相机；光源；标定板；三脚架；云台 三维激光扫描测量的原理是光学三角形法：利用具有规则几何形状的激光源投影到被测表面上，形成的漫反射图像在安置于空间某一位置的图像传感器成像，按照三角形原理，即可测出被测点的空间坐标。 　　

三维扫描的流程

扫描系统的工作过程主要是：投影仪对被测物体投射光源，工业相机经过内、外参数设置后将连续拍摄的图片传输给电脑，电脑接收到点云数据后进行格式转换并保存。 影响激光扫描测量精度的因素 影响激光扫描测量精度的因素很多，分硬件、软件以及系统误差三方面。 硬件方面，包括平台、摄像机、激光器等。这种误差主要是由于设备本身制造精度，零部件的老化破损等机械结构引起的误差，因此最好的解决办法是更换提升硬件产品的产品性能。 软件方面，影响激光扫描测量精度法人因素包含：被测物面表面特征不平整、激光扫描线中心提取、点云数据处理及模型重构误差等因素。 1) 被测物体表面特征对测量精度的影响 被测物体表面的粗糙度、颜色、材质、倾斜角度影响激光扫描线的成像，是测量精度的重要因素。研究表明颜色浅的物体测量数据偏大，颜色深的物体测量数据会偏小，颜色越深对测量结果的影响越大。 2)激光扫描线中心提取对测量精度的影响 线激光发生器发出的激光有一定发散角，随着物面的景深、倾斜角度不同，激光扫描线图像的带宽是变化的，明暗度也在变化；此外，激光发生器发出的经过透镜，其能量分布不均匀，也会产生测量误差。 3)点云数据处理及模型重构误差 扫描得到点云数据后，点云数据处理及模型重构过程也会给最终的模型带来误差。误差的来源包括第一点云数据对齐带来的误差。由于扫描多个视图的数据后需要进行对齐，当没有足够的对齐信息时，软件在对齐数据时可能产生偏差。这就要求扫描时要得到足够的重合数据，一般能保证数据的重合部分有三个定标点即可。 其次点数据精简也会带来误差。有时候为了后续处理方便，会对庞大的数据进行精简，这时，精简掉的数据将会损失部分精度，所以在实际的操作过程中精简数据量要适中，一般控制在不超过原始数据量的50%