3D激光掃描儀（英文：3D Laser Scanner）是一種高精度測量物體和環(huán)境的三維形狀和位置的設(shè)備。

當(dāng)激光束射向物體時,，激光束到達(dá)物體并被反射回來。通過測量返回所需的時間和角度,，您可以找到距離和位置,。

3D激光掃描儀利用這種激光以速度獲取大量距離和位置數(shù)據(jù)，并通過組合這些數(shù)據(jù),，生成再現(xiàn)三維形狀的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)（點云數(shù)據(jù)）,。

由于可以以精度測量距離和位置數(shù)據(jù)，因此可以將精確的 3D 模型和測量結(jié)果生成為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),。因此,，在需要高精度的應(yīng)用中具有優(yōu)勢。

此外,，它可以高速,、非接觸方式工作，可以在不損壞被測物體表面的情況下獲取大量數(shù)據(jù),，使其適用于建筑,、土木工程、

它是用于地形測量和城市空間測量的高性能設(shè)備之一,。

3D激光掃描儀的應(yīng)用

3D 激光掃描儀應(yīng)用于各個行業(yè),。主要用途如下。

1. 架構(gòu)

3D 激光掃描儀可以以非接觸方式高速準(zhǔn)確地捕捉復(fù)雜的形狀和細(xì)節(jié),，這使得它們在勘察現(xiàn)有建筑物和結(jié)構(gòu)的當(dāng)前狀況或在沒有圖紙的

情況下規(guī)劃建筑物的翻新或擴建時非常有用,。由于可以高速、非接觸地測量,，并以點云數(shù)據(jù)或3D模型的形式進行數(shù)字可視化和處理,，

因此可以提高建筑設(shè)計的準(zhǔn)確性，并減少工作時間和人工成本等成本,。

2.土木工程

3D 激光掃描儀用于道路,、橋梁、隧道和水壩等土木工程基礎(chǔ)設(shè)施的維護、設(shè)計和施工,。除了用于檢測路面臺階和裂縫等維護工作以

及評估變形和移位等橋梁和隧道的安全性之外,，它們還用于調(diào)查災(zāi)害期間的變形。

它還用于建筑工地實時監(jiān)控施工進度和質(zhì)量,，并檢測藍(lán)圖和建筑工地之間的差異,。在土木工程領(lǐng)域，它是提高基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量和壽命

以及建筑工地管理和質(zhì)量的有效工具,。

3.工廠/設(shè)施/設(shè)備管理

3D激光掃描儀用于管理工廠,、設(shè)施和設(shè)備，因為它們可以準(zhǔn)確掌握復(fù)雜的當(dāng)前狀況,。工廠和設(shè)施經(jīng)常需要頻繁更換和擴建設(shè)備,，

導(dǎo)致圖紙難以理解。3D激光掃描儀將當(dāng)前狀態(tài)數(shù)字化,，用于工廠,、設(shè)施和設(shè)備的高效管理，例如優(yōu)化布局和設(shè)備放置,、

規(guī)劃設(shè)備改造以及管理定期設(shè)備更換,。

4.文化財產(chǎn)

3D 激光掃描儀用于研究、保存和利用文化財產(chǎn),。除了用于記錄發(fā)掘現(xiàn)場的廢墟和出土物品外,，

3D 激光掃描儀還可用于對各種大大小小的文化資產(chǎn)（例如歷史建筑和雕塑）進行詳細(xì)數(shù)字化，以進行修復(fù),、復(fù)制品創(chuàng)建,、損壞等。

它在文化財產(chǎn)的利用方面也發(fā)揮著重要作用,，例如土地和非公共文化財產(chǎn)的虛擬釋放及其教育用途,。

5. 數(shù)字內(nèi)容

3D激光掃描儀將現(xiàn)實世界的地點和物體再現(xiàn)為高精度數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，因此通過按原樣使用它們,，它們可以用來創(chuàng)建看起來就像現(xiàn)實的數(shù)字孿生空間,。

此外，通過編輯和處理來自 3D 激光掃描儀的數(shù)據(jù),，您可以比從頭開始創(chuàng)建更高效地創(chuàng)建新的,、真實的數(shù)字內(nèi)容。

通過這種方式,，3D激光掃描儀被用來創(chuàng)建廣泛的數(shù)字內(nèi)容,，包括3DCG、游戲角色和背景設(shè)計,、視頻制作,、旅游內(nèi)容和元宇宙,。

3D激光掃描儀原理

3D 激光掃描儀向物體表面發(fā)射非常細(xì)的激光束。這種激光束在于它是線性的,，當(dāng)它擊中物體表面時,，其中一些會被反射，

3D 激光掃描儀會檢測到反射光,。

測量距離的方法有多種,，其中兩種主要方法是“飛行時間（TOF）法"和“相移法"。

飛行時間（TOF）方法通過測量激光束反射和返回所需的時間來計算距離,。相移法是一種通過調(diào)制激光的相位并檢測反射光的相位差來計

算到物體的距離的機制,。

飛行時間（TOF）方法相對簡單，預(yù)計成本較低,，但相移方法具有通過識別反射光而抗干擾的特性,，

采用的方法取決于制造商和應(yīng)用情況各不相同。

通過旋轉(zhuǎn)激光源以覆蓋整個掃描區(qū)域,，可以一次獲取許多距離數(shù)據(jù)點,。將收集到的距離數(shù)據(jù)與照明角度信息相結(jié)合，計算出XYZ空間位置坐標(biāo),。

這是 3D 點云數(shù)據(jù)，它是作為集體數(shù)據(jù)生成的,，可在數(shù)據(jù)上再現(xiàn)對象的位置和形狀,。

如何選擇3D激光掃描儀

選擇 3D 激光掃描儀時需要考慮一些因素。3D激光掃描儀的用途廣泛,，因此需要根據(jù)應(yīng)用來選擇,。

以下是一般用于室內(nèi)和室外的3D激光掃描儀的選擇因素的示例。

1,、測量精度

測量精度是衡量 3D 激光掃描儀再現(xiàn)物體實際形狀的準(zhǔn)確程度的指標(biāo),。通常以毫米表示。您需要根據(jù)所需的精度來選擇 3D 掃描儀,。

2,、最大測量距離

最大測量距離是3D激光掃描儀可以測量到物體的距離多遠(yuǎn)的指標(biāo)。特別是在室外環(huán)境或大面積使用時,，需要具有較長最大測量距離的產(chǎn)品,。

3. 分辨率

分辨率是 3D 掃描儀生成的 3D 數(shù)據(jù)精細(xì)度的衡量標(biāo)準(zhǔn)。高分辨率使您能夠詳細(xì)捕捉物體的細(xì)節(jié)和小特征,。

4,、防水/防塵性能

根據(jù)使用環(huán)境的不同，防水,、防塵性能往往很重要,。一般常以IP標(biāo)準(zhǔn)來表示,，性能以兩位數(shù)來表示。防水性越高,，數(shù)字越高,，防塵性能越高，

第二位數(shù)字越高,。