激光扫描测头的应用及主要特点

任务导入

三维激光扫描技术在现代化的今天，应用非常广泛。由于它可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图形数据，所以把三维激光扫描技术更好地应用到各个领域显得尤为重要。

知识链接

1.激光扫描测头的应用

三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，是测绘领域继GPS（全球定位系统）技术之后的又一次技术革命。它突破了传统的单点测量法，具有高效率、高精度的独特优势。三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，所以可以用于获取高精度、高分辨率的数字地形模型。

三维激光扫描技术是利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的、密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图形数据。由于三维激光扫描系统可以密集地大量获取目标对象的数据点，所以其也被称为从单点测量进化到面测量的革命性技术突破。该技术在文物古迹保护、建筑、规划、土木工程、工厂改造、室内设计、建筑监测、交通事故处理、法律证据收集、灾害评估、船舶设计、数字城市和军事分析等领域也有了很多探索和应用。三维激光扫描系统包含数据采集的硬件部分和数据处理的软件部分。按照载体的不同，三维激光扫描系统又可分为机载、车载、地面和手持型四类。

三维激光扫描技术应用于逆向工程，负责曲面抄数，工件的三维测量，其针对现有的样品或模型，在没有技术文档的情况下，可快速测得物体的轮廓集合数据，并加以建构、编辑、修改生成通用输出格式的曲面数字化模型。而激光扫描测头是为适应复杂形体的测量而开发的新一代产品。它能根据测量的需要在三维空间内任意变换方向，从任意角度测量同一个物体，不同角度下的测量数据能自动拼合到一起，从根本上克服了传统方法存在测量死角、测量数据拼合复杂和拼合精度低等缺点。

将激光扫描测头安装在三坐标测量机上，根据规划的区域可以自动测量任意形状的物体。测头在每个方向下都要进行标定，我们采用标准球作为标定器具，标定过程简单、快捷。在测量过程中只要保持工件位置和标准球的位置固定不变，激光扫描测头在不同方向下的测量数据就可以自动拼合。另外，使用同个标准球作为标定基准，可将激光扫描测头的测量数据和机械测头的测量数据统一到一个坐标系中。

2.激光扫描测头的主要特点

激光扫描测头具有标定简单、测量过程简单、测量效率高和测量精度高的特点。

1）标定简单

利用一个标准球就可完成激光扫描测头沿任意方向的标定，标定过程中沿不同测量方向的数据都以标准球的球心为基准，因而能自动拼合到一起。(www.xing528.com)

2）测量过程简单

通过三坐标测量机的操纵杆控制激光扫描测头运动，在被测物体上采集两个或三个点确定一个测量区域并生成扫描路径，三坐标测量机根据测量间隔沿规划好的测量路径做匀速扫描实现数据自动采集。

3）测量效率高

用在三坐标上的激光扫描测头测量宽度和深度远远大于普通激光扫描测头。

4）测量精度高

在保证测量效率的同时仍保持很高的测量精度，对物体上结构复杂的细节能保持较好的清晰度。

任务实施

激光扫描测头的主要特点是什么？

知识拓展

根据你所掌握的知识，说明三维激光扫描技术的应用领域有哪些，并说明其特点。