3d激光扫描施工应用介绍

1、3D 激光扫描施工应用3D 激光扫描技术又被称为实景技术，是测绘领域继 GPS 技术之后的一次技术。它是利用激光测距的原理，通过高速激光扫描测量的，大面积、高分辨率地快速获取物体表面各个点的(x.y.z)坐标、反射率、(R.G.B)颜色等可快速复建出 1:1 的真彩色三维点云模型，由这些大量、密集的点为后续的内业处理、数据分析等工作提供准确依据。它了传统的单点测量，具有高效率、高密度、高精度、不接触、穿透性、主动性、实时、数字化、自动化等独特优势。3D 激光扫描不受自然目标的影响，白色目标与黑色目标给出的测距是相同的，也不受光照影响，白天、黑夜都可作业。3D 扫描技术在施工领域可以完美的与常规

2、测量相结合，获取更加全面的基础。无论在施工进程前期、中期、后期的各个阶段都可随时对工程进行扫描，得到实测实量的高精度点云模型。依据这些点云数据：可以辅助设计对模型、图纸做合理的调整与变更；可以帮助管理对工程质量及状态进行检查；对工程施工做完整的 3D、存档，为后期运维提供真实的数据依据。以下为 3D 激光扫描技术在Ø施工中的部分应用展示：、几何测量Ø施工质量检测、结构检查Ø工程、隐蔽验收Ø空间位置检测Ø土方测定、容积检测3D 激光扫描仪（以 Trimble FARO X130 为例）无需外接任何装置即可运行，大幅提升了外业的移动作业能力，以下是

3、其操作特点： X130 外形小巧、轻便(仅有 5kg 重，24X20X10cm) ;配备直观的触摸屏操作;模块化功能菜单按钮;固定于配备的碳钢三脚架上，仪器自动调平补偿;易学易用，初中毕业学历即可快速上手;操作无需设站，灵活选择作业地点;基于第一人称 360 视角，获取数据所见即所得。3D 扫描技术在 BIM 施工流程中应用示意图表天拓天宝 DBO 事业部，采用Trimble 的技术力量，主要面向行业的业主方、设计方和总在建造实施过程更加简单、包方,提供智能化的、硬件和服务,通过这些工具的优化协作,保证智能。在此次扫描方案中我们提供的组合是 FARO X130 扫描仪和 Trimble Rea

4、lWorks 点云处理。3D 激光扫描技术是 BIM 应用中最基础的一个重要环节，通常的扫描应用方案总体可以分为三个阶段，现场实测扫描、点云数据处理、高级三维检测。处理后的数据可以直接导入到 CAD是分阶段的工作流程图：辅助建模。下图1.现场实测扫描这个流程中最重要的一个步骤就是外业扫描数据获取，我们使用的是 FARO X130 激光扫描仪，整个过程为非接触式，在特殊环境下可以通过 WLAN操作，此参数如下：2.点云数据处理智能量测点击几下鼠标就可以轻松量测出平距、斜距、垂距、坐标等一序列数据管理、处理和分析海量数据集通过部分加载技术有效地管理海量数据集方便地从扫描数据中提取目标、直径、角度、

5、方位角、坡度、倾角和通过生成漫游和谷歌地球 KML 模型来展示成果提供点云全自动配准功能快速检查目标质量生成点报告将天宝 GNSS、光学仪器和 3D 扫描仪的数据有效地结合在一起轻松将所选内容输出到各个 CAD 设计平台发布的项目数据包用于脱机检视、浏览、测量和标记注释3.高级 3D 检测天宝 RealWorks 的高级检测功能是监测应用的理想工具，如土木工程(道路、隧道和桥梁)以及矿山的监测。其成果可为用户提供更加丰富、详细和有用的：检测竣工数据，将其与实际设计进行比较。产生并可视化检查结果，探测任何变化。获得差异和形变的二维和 3D 可视化成果，使变形分析更加容易。在 CAD 设计文件 d

6、xf、dwg 中输入断面图和几何设计图元，以 dxf、dwg 或 dgn 格式导出图形文件。利用 RealWorks 集成的打印界面直接打印结果，实现共享。4.依据点云建模经过Trimble RealWorks 处理后的点云，可以导入 SketchUp、Auto CAD、Revit、3Ds MAX 等绘图进行 BIM 建模或绘制平面轮廓图。Trimble 3D 激光扫描在应用拓展复杂的工厂环境、变电站、特大钢结构、复杂的大型装备，Trimble TX83D 激光扫描仪提供了全新的测量，可以快速完成基于完整特征面的测量，从而和下完备的相关。工厂和管道的应用，三维扫描处理RealWorks 提供了

7、专业的模块完成模型建立，虚拟测量，分析计算等功能。通过 3D 激光扫描仪的基础扫描，可以搜集机构或作业现场的完整三维，这些重要的基础为改建、设计、检测提供真实、高精度的数据源。基于此真实场景的设计让设计方案制订更全面、准确，并可以将设计模型与三维场景进行结合，以对设计进行虚拟校验，期，并节约成本。检查，避免返工，提高效率，缩短工Ø 工厂üTrimble TX83D 激光扫描系统可以提供真三维、真下得到最佳设计方案。的工厂改造数据模型。加快设计的进度，在真实Ø 电力设施ü变电站和电力输送系统，往往结构复杂，同时所处工作环境，利用传统测量，很难搜集到完整。的

8、基础数据。通过 Trimble TX83D 激光扫描仪可以短时间，实现全面的Ø 管道设计ü管道系统改扩建是 3D 激光扫描仪应用涉足最早的行业之一，为此该系统配置有多元化的系统及专业化的模块，RealWorks 后处理可以与 AutoPlant、Microstation、AutoCAD 等设计工具实现无缝集成，该系统为用户提供最先进的管道改扩建测量解决方案，是该领域的全球领跑者。Ø 大型钢结构、装备ü对于大型钢结构及装备的生产和安装，Trimble TX83D 激光扫描仪可以在设计前期完成现场基础数据的搜集；在大部件完成后，进行的扫描件在运往安装现场前，

9、可通过相关应用进行部件间的虚拟装配，实现虚拟检查，并可以直接放入安装场景扫描模型中实现虚拟现场安装。现今主流 3D 激光扫描仪技术原理地面式 3D 激光扫描仪按照工作原理可分为：相位式、脉冲式、基于脉冲波列式，以下是它们的原理及特性对比说明：基于以上表格中不同激光类型的扫描仪所具备的特点，类工程的扫描作业宜选用相位式（代表产品 Trimble FARO X130）或基于脉冲波列（代表X130 的具体指标参数：Trimble TX8），以下是 Trimble TX8 与Trimble FAROTrimble TX8 激光扫描仪参数激光类型技术原理特点代表相位式利用时间计数器来测定激光从发射到反射回来波的周期，从而计算三维激光扫描仪到物体表面的距离。距离近，速度快，精度高脉冲式通过测量发射和接收激光脉冲的时间差来间接或得被测目标的距离。测量距离为 S，光速为 c，往返时间差为t，则有：S=c* t/2距离远，速度慢，精度较低基于脉冲波列混合前两种技术Ø 用小组脉冲模拟连续波，利用每组脉冲的飞行时间差计算出一组距离。Ø 将组内脉冲调制并根据其相位差计算最终精确距离。结合了以上两种的优点， 可用于全测程中保持高速高精度测量Trimble FARO X130 激光扫描仪参数Trimble 解