三维扫描仪、建模技术介绍

时间：2022-12-08

三维扫描是集光、机、电和计算机技术为一体的**。主要通过非接触测量手段，而获取物体表面大量有空间三维坐标及色彩信息的点，来近似模拟物体的真实三维模型。

三维扫描根据搭载平台和扫描距离的不同，可分为机载、车(船)载、脚架式、照相式和手持式。

机载扫描系统以飞机为搭载平台，主要由机载三维激光扫描仪，航空数码相机、定向定位系统POS系统(包括**定位系统GPS和惯性导航系统IMU)组成，其中机载三维激光扫描仪采集三维激光点云数据，航空数据相机用来拍摄影像数据，POS系统在测量每一瞬间设备系统的空间位置和姿态(GPS系统是确定空间位置，IMU是来确定仰俯角、侧滚角和航向角)，以用来把三维激光扫描仪测得的相对坐标系转换到**大地坐标系中。

车(船)载扫描系统以火车、汽车、三轮车、船等移动交通工具为搭载平台，主要组成部件和原理与机载类似，有三维激光扫描仪、数码相机、POS系统(GPS和IMU)。如果是车载的，会多一个车轮传感器(DMI)，主要是用来在GPS信号失锁的情况下，校正IMU系统的速度偏差。车载扫描的较大距离一般在500米以内。

脚架式扫描仪是把扫描仪架在三脚架上，扫描仪会自身旋转，向各个方向扫描，获取点云数据。此种设备通过激光来获取距离，通过水平和垂直方向的编码盘来获取角度。扫描距离从一百米到几公里。

照相式和手持式都是属于近距离、高精度的扫描仪，一般扫描距离在几米，较高扫描精度在零点零几毫米。照相式是把设备架在脚架上，通过对物体不同角度的拍照，获取某个角度的三维点云坐标，然后再通过拼接各个方向的数据，来获取物体的三维模型。手持式是把设备拿在手中，围绕物体转一圈，就可以直接获取物体的三维模型。

三维建模技术：

三维建模可以分为正向建模和逆向建模两种。

正向建模是指根据市场的需求，设计师通过自己的想象，利用建模软件，把物体的三维模型建立起来。

逆向建模实际是对现实物体的建模。通过三维扫描设备，获取物体的点云数据，然后再利用建模软件进行数据处理，形成现实物体的虚拟模型。

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