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五分钟,带你全面了解三维数据采集的采集方法!

五分钟,带你全面了解三维数据采集的采集方法! 元运科技
2023-07-03
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导读:元运科技的数据采集工程师还曾上过央视报道!要专业,找元运科技!

三维数据采集可以高精度采集实物信息,1:1实现物体数字化建模。被广泛地应用在诸多领域,如文物复刻、汽车座椅扫描等。

那么,三维数据采集技术具体有哪些采集方法呢?

元运科技为您科普!

三维激光扫描作业时,如果扫描对象过于庞大、复杂,这时单站扫描往往不能完成对扫描对象的全方位、完整的数据采集,需要摆设多站进行扫描,完成扫描对象完整的数据采集,并将各测站数据拼接到一起。根据点云数据拼接方式不同,数据采集方法可分为标靶法、后视定向法和基于点云自动拼接的数据采集法3种。



标靶法

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当需要将多站数据准备地拼接在一起时,通常会使用到标靶。

通过标靶联系,可以将多站数据三维进行连接准确还原出扫描对象准确形态。一般使用的为球形标靶、磁性片状标靶,柱状标靶等,各类标靶中球形标靶的准确度最高。

标靶法在相邻两测站之间可以取得较高的拼接精度,但随着测站传递,拼接误差会随之积累。当被测物体较大或较复杂时,需要摆放较多标靶,这就要求四周有良好的通视条件。若不满足则只能重新调整测站位置,这不仅降低了作业的灵活性,也会影响点云数据采集的质量

因此标靶法一般用于小型独立物体或局部结构的扫描工程



后视定向法

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后视定向法类似于全站仪的测量模式,即在己知控制点上架设仪器扫描待测物体,然后对另一控制点上的标靶进行精扫,获得仪器与标靶的相对坐标,这样返回到扫描仪的单点坐标就如同全站仪碎步测量一样。

后视定向法需事先进行控制点测量,控制点精度会直接影响扫描点云数据精度,当对扫描精度要求较高时,就会大大增加控制测量成本。

后视定向法的优点在于可通过控制点拼接点云,相邻测站间互相独立、互不影响,对通视条件没有太大要求,也不需要相邻测站间有较高重叠度。这样可以减少冗余数据采集,提高作业效率,减小数据量,进而便于后期数据处理。

因此,后视定向法常用于线状物体测量、大而积地形测量项目。



基于点云自动拼接的数据采集方法

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基于点云自动拼接的数据采集方法是通过测站间重叠区域点云计算坐标变换参数R(旋转矩阵)和t(平移矩阵)将各测站点云数据统一到一个全局坐标系下完成点云拼接的方法。

国内外最常用的点云自动拼接技术是迭代最近点(Iterative Closest Point,ICP)算法。该算法根据欧式距离最小原则寻找两点云间的对应点,然后计算坐标变换参数R和t,对点云坐标进行转换,通过迭代运算不断优化坐标变换参数R和t,最终获得最优解,从而实现点云数据的精确配准的方法。

在外业数据采集时,只要保证测站间的扫描数据有足够重叠区域,扫描时即可自由设站。该方法外业作业灵活,适用于多种工程项目的数据采集。

三维数据采集能够高精度采集物体信息,实现文物细节的完美复刻。当需要对比生产产品与设计图是否相符,对汽车座椅进行逆向造型再改造等情况时,准备采集物品的三维数据也是解决问题的关键所在。

当前,元运科技极响应“十四五”数字经济发展战略,加快数字经济、数字社会、数字政府建设,提供专业性的三维数据采集方案,帮助企业实现数字化转型,高效办公。公司的数据采集工程师还曾上过央视报道!

感兴趣的话,快扫描下方二维码,联系我们吧!


*文章图片源自网络



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