三維激光掃描儀技術(shù)應(yīng)用

三維激光掃描技術(shù)介紹

三維激光掃描技術(shù)的概念

通過高速激光發(fā)射器運(yùn)用激光測距原理（包括脈沖激光和相位激光），瞬時測得空間三維坐標(biāo)值的測量儀器.B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23B1001F23特點(diǎn)：1.三維測量在傳統(tǒng)測量概念中，所測的的數(shù)據(jù)最終輸出的都是二維結(jié)果（如CAD出圖），在現(xiàn)在測量儀器里全站儀，GPS比重居多，但測量的數(shù)據(jù)大多都是二維形式的，在逐步數(shù)字化的今天，三維已經(jīng)逐漸的代替二維，因?yàn)槠渲庇^是二維無法表示的，現(xiàn)在的三維激光掃描儀每次測量的數(shù)據(jù)不僅僅包含X,Y,Z點(diǎn)的信息，還包括R,G,B顏色信息，同時還有物體反射率的信息，這樣全面的信息能給人一種物體在電腦里真實(shí)再現(xiàn)的感覺，是一般測量手段無法做到的。豐富的3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)HDS產(chǎn)品的距離和工作流程

全面的硬件和軟件選擇可通過網(wǎng)絡(luò)讀取數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程可視化完全的3D視角可超鏈接到外部文檔3DCAD模型構(gòu)建2D圖件提取點(diǎn)云分析可控制18億點(diǎn)云TruView軟件Cyclone軟件CloudWorx軟件在常見CAD應(yīng)用中進(jìn)行點(diǎn)云分析AutoCADCloudWorxMicroStationCloudWorxPDMSCloudWorxSmartPlantCloudWorxScanStation2長距離高精度掃描儀HDS6000超高速掃描儀脈沖激光測距原理相位激光測距原理

相位式激光測距是通過測量調(diào)制的激光

信號在待測距離上往返傳播所形成的相

移，間接測出激光傳播時間，再根據(jù)激

光傳播速度，求出待測距離。

相位計算模式高速脈沖式掃描儀集成高分辨率數(shù)碼相機(jī)儀器高標(biāo)記全站儀三角基座QuickScanTM掃描按鈕先進(jìn)的計時設(shè)備先進(jìn)的腳本控制集成雙軸補(bǔ)償器外部整平氣泡scanstation2主要特點(diǎn)

上部窗口主窗口上部窗口的重疊區(qū)域32.5°42.5°7.5°57.5°10°360°水平旋轉(zhuǎn)270°垂直旋轉(zhuǎn)

Scanstation2特點(diǎn)

全球脈沖式掃描儀最大視場角優(yōu)點(diǎn)：●全景掃描●提高掃描效率●避免不必要的拼接●雙窗口模式

Scanstation2特點(diǎn)

脈沖式掃描儀全球最快掃描速度從現(xiàn)實(shí)到3D數(shù)據(jù)50000點(diǎn)/秒ScanStation2是市場上擁有最小光斑的掃描儀。3mm0m10m50m20m30m40m光斑大小:50m處恒定的3mm高范圍噪音點(diǎn)低噪音點(diǎn)ScanStation2被獨(dú)立檢測公認(rèn)為具有市場同類產(chǎn)品中最小的噪音點(diǎn)。最小光斑、低噪音點(diǎn)云●測量級精度的雙軸補(bǔ)償器可架設(shè)在已知點(diǎn)上導(dǎo)線測量和交匯法可以輸入點(diǎn)坐標(biāo)來放樣精度1”,補(bǔ)償范圍+/-5’類似于全站儀●測量級精度模型表面精度2mm距離精度+/-4mm點(diǎn)位精度6mm標(biāo)靶獲取精度±1.5mm●高密度掃描

密度是指點(diǎn)見距離<1mmatanyrange（精度小于1mm）長距離也可精細(xì)掃描標(biāo)靶可放置在較遠(yuǎn)距離

HDS6000主要特點(diǎn)

提桿一體化控制面板內(nèi)部水平傳感器USB插口，可通過U盤下載數(shù)據(jù)藍(lán)牙天線，用于PDA控制集成內(nèi)置電池??310°垂直掃描360°水平掃描掃描儀底部可架設(shè)于三角基座上內(nèi)置數(shù)據(jù)存儲器(60GB)外部電源線接口和數(shù)據(jù)下載接口最大速度500,000點(diǎn)/秒HDS6000基本特點(diǎn)連續(xù)的激光束測量點(diǎn)間的距離變化掃描儀水平旋轉(zhuǎn)360°旋轉(zhuǎn)角垂直反射鏡反射激光束到不同的垂直角度310°的視角垂直角度由反射鏡的馬達(dá)測量通過距離，水平角度和垂直角度計算點(diǎn)的三維坐標(biāo)360°水平旋轉(zhuǎn)310°垂直旋轉(zhuǎn)世界上最快的掃描速度

500,000點(diǎn)/秒超高速掃描如果您需要在短時間內(nèi)獲取高清晰測量的數(shù)據(jù)，那么徠卡HDS6000全球掃描速度最快的掃描儀正好是能夠滿足您高精度現(xiàn)場測量的理想設(shè)備兩種操作模式提高了掃描儀的通用性“低能量”和“高能量”模式高能量(HighPower)最大距離最大掃描速度低能量模式針對“SuperHigh,High和Middle”這幾種掃描密度在不需要調(diào)整儀器的情況下獲得最佳的數(shù)據(jù)質(zhì)量（少噪音點(diǎn)）如果使用低能量模式，掃描時間會加倍HDS6000:

多種掃描控制選項(xiàng)筆記本操作Cyclone–SCAN可以讓用戶利用HDS6000的傾斜傳感器作為質(zhì)量保證的指示器，進(jìn)行導(dǎo)線測量、交會測量、后視、放樣等操作。

方便的6鍵操作面板，帶英文和數(shù)字的顯示器視場角和掃描密度利用預(yù)設(shè)參數(shù)，具有“一鍵掃描”功能可以將數(shù)據(jù)存儲到外部存儲器中通過藍(lán)牙用PDA控制HDS6000基本特點(diǎn)超高速的掃描能力

簡潔，便攜，易用測距長：79M準(zhǔn)確、低噪音的數(shù)據(jù)多種的掃描控制選項(xiàng)集成了傾斜傳感器，提高了掃描數(shù)據(jù)的精度

文物保護(hù)上下5000年文化，在中國大地上留下無數(shù)痕跡，針對中國眾多文物，文物保護(hù)作為國家的重點(diǎn)課題，新技術(shù)的介入推動文物保護(hù)一步步向數(shù)字化邁進(jìn)。三維激光掃描儀以其三維呈現(xiàn)，精確的測量數(shù)據(jù)以及逼真的RGB信息等特點(diǎn)，在中國文物保護(hù)方向獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，其優(yōu)越的性能使文物復(fù)雜的測繪從不可能變?yōu)榭赡?，從手工描繪到完全數(shù)字呈現(xiàn)，突破了質(zhì)的飛躍，真正意義上實(shí)現(xiàn)了歷史的數(shù)字化保存，為歷史佐證！工業(yè)應(yīng)用工業(yè)的發(fā)展帶動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，其重要性不言而喻，而在國際數(shù)字化的大環(huán)境下我國數(shù)字化也提上了日程，針對工廠數(shù)字化，工廠改造方面，徠卡HDS高清晰測量系統(tǒng)能夠得到真實(shí)的三維工廠數(shù)據(jù)模型，設(shè)計人員無需到達(dá)現(xiàn)場就能完成工程設(shè)計。管道設(shè)計方面，徠卡Cyclone軟件除了能夠建立工程現(xiàn)場的三維數(shù)據(jù)模型之外，也能夠在掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)中完成管道設(shè)計。地形測繪擺脫特征點(diǎn)的束縛常規(guī)測量地形是通過地形的特征取點(diǎn)，通過點(diǎn)的連線得出最終的地形圖，常規(guī)的手段無法對復(fù)雜地形進(jìn)行測繪，因?yàn)榈匦巫兓笏a(chǎn)生的海量特征點(diǎn)用常規(guī)手段將花費(fèi)大量的外業(yè)時間。三維激光掃描儀其高質(zhì)量的三維點(diǎn)云和快速的掃描速度，對地形變化的完整記載，能夠立體的體現(xiàn)地形數(shù)據(jù)，靈活的數(shù)據(jù)格式方便各種結(jié)果的輸出，解決常規(guī)測量無法實(shí)現(xiàn)的測量結(jié)果。隧道驗(yàn)收針對隧道工程施工的特殊性，使得隧道測量變成了測量學(xué)的難題，隧道挖方量的計算，理想隧道和實(shí)際挖掘隧道之間存在的多挖欠挖比較，以及危險的環(huán)境怎樣快速的獲得數(shù)據(jù)保證外業(yè)人員人生安全，這些隨著三維激光掃描技術(shù)在隧道施工驗(yàn)收方面的應(yīng)用變的迎刃而解，為隧道施工節(jié)約大量成本，降低外業(yè)的危險系數(shù)，為隧道施工驗(yàn)收提供最好的解決方案。橋梁改建獲取橋梁現(xiàn)狀的掃描數(shù)據(jù)，基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成三維橋梁模型，或者直接基于點(diǎn)數(shù)據(jù)完成橋梁的改建設(shè)計建筑測量在城市及建筑測量領(lǐng)域，三維激光掃描儀不但可以完成建筑結(jié)構(gòu)的測繪，得到三維建筑模型，并且可以實(shí)現(xiàn)建筑施工質(zhì)量監(jiān)測。通過三維激光掃描儀對建筑掃描形成的點(diǎn)云可以幫助我們完成立面圖繪制三維模型構(gòu)建基本尺寸量算等結(jié)果電力設(shè)施變電站和電力輸送系統(tǒng)，往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時所處的環(huán)境危險，利用傳統(tǒng)的測量手段，很難搜集到完整的數(shù)據(jù)信息。通過三維激光掃描儀可以縮短時間，實(shí)現(xiàn)全面的數(shù)據(jù)采集大型制造曲面線性分析，高精度模型擬合，為大型制造業(yè)提供可靠分析數(shù)據(jù)，虛擬拆裝，軍工制造，為高精度測量提供有力保障。故宮掃描測繪工程

用戶單位:北京建筑工程學(xué)院

使用設(shè)備:徠卡HDS3000,HDS4500新疆果子溝西氣東輸工程

使用設(shè)備：scanstation2

用戶單位：中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院奧運(yùn)場館數(shù)字化月壇體育場工程

用戶單位：西城規(guī)劃局

使用設(shè)備：Scanstation2陜西清涼山地質(zhì)裂縫工程

用戶單位：長安大學(xué)

使用設(shè)備：徠卡Scanstation2

兵馬俑2號坑高精度考古現(xiàn)場記錄用戶單位:西安四維航測遙感中心使用設(shè)備:HDS3000,HDS2500第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動控制第三節(jié)活塞式空壓機(jī)的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標(biāo)題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點(diǎn)。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機(jī)的啟動、換向；

2.輔機(jī)的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患壩鼩鉅顟B(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor空壓機(jī)分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級活塞式壓縮機(jī)單級活塞壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)膜片式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)最長的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運(yùn)作；平時有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機(jī)，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當(dāng)于每日以十小時運(yùn)作計算，可長達(dá)33年之久。因此，將滑片式空壓機(jī)比喻為一部終身機(jī)器實(shí)不為過?；?葉)片式空壓機(jī)可以365天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證60000小時以上安全運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣壓縮機(jī)1.進(jìn)氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。1.進(jìn)氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機(jī)是世界上最先進(jìn)、緊湊型、堅實(shí)、運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機(jī)。螺桿式壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)：

A

進(jìn)氣過濾器

B

空氣進(jìn)氣閥

C

壓縮機(jī)主機(jī)

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機(jī)

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)

渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機(jī)，已經(jīng)得到壓縮機(jī)行業(yè)的關(guān)注和公認(rèn)。被譽(yù)為“環(huán)保型壓縮機(jī)”。由于渦旋式壓縮機(jī)的獨(dú)特設(shè)計，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要運(yùn)動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽(yù)為免維修壓縮機(jī)。

由于渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽(yù)為“超靜壓縮機(jī)”。

渦旋式壓縮機(jī)零部件少，只有四個運(yùn)動部件,壓縮機(jī)工作腔由相運(yùn)動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔，當(dāng)動渦卷作平動運(yùn)動時，使鐮形工作腔由大變小而達(dá)到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)的外形第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強(qiáng)對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設(shè)條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—?dú)埓娴臍怏w在活塞回行時，發(fā)生膨脹，使實(shí)際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3）吸氣預(yù)熱的影響由于壓縮過程中機(jī)件吸熱，所以在吸氣過程中，機(jī)件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預(yù)熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強(qiáng)對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴(yán)密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴(yán)密配合。5）氣體流動慣性的影響當(dāng)吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設(shè)計進(jìn)氣管長度，不得隨意增減進(jìn)氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理上述五條原因使實(shí)際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預(yù)熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時間內(nèi)活塞所掃過的氣缸容積。實(shí)際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣預(yù)熱的影響二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理指示功率pi

：按示功圖計算的功率理論功率P