三维激光扫描系统的分类及应用场景研究

三维激光扫描系统的分类及应用场景研究

目前应用的三维激光扫描系统种类繁多，类型、工作领域不尽相同。按照不同研究角度、工作原理可进行多种分类。

按照操作空间位置分类

机载型激光扫描系统

这类系统在无人机或有人直升机上搭载，由激光扫描仪、成像装置、定位系统、飞行惯导系统、计算机及数据采集器、记录器、处理软件和电源构成，它可以在很短时间内取得大范围的三维地物数据。

地面型激光扫描系统

此种系统是一种利用激光脉冲对被测物体进行扫描，可以大面积、快速度、高精度、大密度的取得地物的三维形态及坐标的一种测量设备。根据测量方式还可划分为两类：一类是移动式激光扫描系统；一类是固定式激光扫描系统。所谓移动式激光扫描系统，是基于车载平台，由全球定位系统、惯性导航系统结合地面三维激光扫描系统组成。固定式的激光扫描系统，类似传统测量中的全站仪。系统由激光扫描仪及控制系统、内置数码相机、后期处理软件等组成。与全站仪不同之处在于固定式激光扫描仪采集的不是离散的单点三维坐标，而是一系列的“点云”数据。其特点为扫描范围大、速度快、精度高、具有良好的野外操作性能。

手持型激光扫描仪

此类设备多用于采集小型物体的三维数据，一般配以柔性机械臂使用。优点是快速、简洁、精确。适用于机械制造与开发、产品误差检测、影视动画制作与医学等众多领域。

特殊场合应用的激光扫描仪

如洞穴中应用的激光扫描仪在特定非常危险或难以到达的环境中，如地下矿山隧道、溶洞洞穴、人工开凿的隧道等狭小、细长型空间范围内，三维激光扫描技术亦可以进行三维扫描。

按照扫描仪的测距原理分类

三维激光扫描系统按照扫描仪的测距原理，又划分为如下三类：

1. 使用脉冲测距技术。其测距范围可达数百米，甚至上千米。
2. 基于相位测量原理。主要用来进行中等距离的扫描测量，其扫描范围一般在百米内，与采用脉冲测距原理的扫描设备相比，它的精度相对为高。
3. 基于光学的三角测量原理。采用光学三角测量原理的扫描设备，一般工作距离较近，在数米或数十米之内，主要应用于工程测量及逆向建模等工程中，可以达到很高的测量精度。