三維激光掃描技術的應用

　三維激光掃描技術不同于傳統(tǒng)的高精度測繪技術，它主要面向高精度逆向三維建模及重構。傳統(tǒng)的測繪技術主要用于單點精確測量，但用于建模工作時就力所難及了，因為描述目標結構的完整屬性需要采集大量的測繪點，少則幾萬個，多則幾百萬個以上，這樣才能將目標完整地“搬”到電腦中來,在現代高精度傳感技術的輔助下就能解決這個問題。三維激光掃描技術就屬于此類全自動高精度立體掃描技術。

　　三維激光掃描技術的應用面非常寬廣。正向建模技術(如由人工操作的CATIA、UG、CAD等)的對稱應用稱為逆向建模技術(如從實體或實景中直接還原出模型)。逆向建模可以將設計、生產、實驗、使用等過程中的變化內容重構出來，然后進行各種結構特性分析(如形變、應力、效能、過程、工藝、姿態(tài)、預測等)、檢測、模擬、仿真、CIMS、CMMS、虛擬現實、柔性制造、虛擬制造、虛擬裝配等，這對于有限元分析、工程力學分析、流體動力分析等軟件來說是非常重要的，對于精度適合的工作還可以進行后處理測繪、計量等。

　　目前應用的逆向數據采集技術有幾種，例如，法國MENSI三維激光掃描技術是三維重構技術進化鏈中的最新應用技術。它與傳統(tǒng)的技術手段不同。此前已有的傳統(tǒng)技術包括：

　　1.離散單點采集三維坐標，如三坐標測量儀、三坐標跟蹤儀、三坐標測量機、經緯儀等。其不足之處是：對于需要海量點云采集的復雜結構面、體等，數據采集存在困難。

　　2.基于二維的光學照相原理，然后用三維軟件推擬三維模型(即從二維到三維)，如近景照相測量等。其不足之處是：存在光學固有變形誤差、景深不夠、實物表面預處理、基準點設置后三角平面錯位、二維照相轉換及間接數據的不確定性等困難。

　　MENSI三維激光掃描技術可以真正做到直接從實物中進行快速的逆向三維數據采集及模型重構，即從三維到三維的全景三維實測數據重構。它無須做任何實物表面處理，并且景深很長，避免了光學變形因素帶來的誤差，其激光點云中的每個三維數據都是直接采集的目標真實數據，從而使后處理的數據真實可靠，所以人們將它作為快速獲取空間數據的有效手段。它主要是針對大中型的目標實體或實景，并能直接反映客觀事物實時的、變化的、真實的形態(tài)特性。由于MENSI三維激光掃描技術是由精密自動傳感技術、CCD技術、遙感跟蹤技術的支持，所以獲取實物或實景的三維點云數據質量很高，保證了數據的真實性、均勻性、實時性、操作性、完整性、廣域性、可監(jiān)測性、可維護性等。

　　總之，空間數據是一個復雜的、交錯的、變化的屬性，表面結構僅是這個屬性之一、而逆向工程的任務也將隨著環(huán)境量化、虛擬制造、柔性制造、工裝工藝、工件組合、數字工廠、流程操作、可視化仿真、虛擬現實等的應用延伸而不斷擴大，社會橫向應用面也將進一步擴展