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激光3D掃描儀盤庫系統

 一、系統簡介：
   

       激光3D掃描儀盤庫系統是一種非接觸式的高速激光地圖技術，根據料場現場盤點需求開發的產品。它通過高速激光掃描測量的方法，大面積高分辨率地快速獲取被測對象表面的三維坐標數據。該技術具有快速、非接觸性、高精度、高密度、數字化等特性，非常適合用于大型物體體積的測量，如煤堆、糧庫堆積物等。
     該系統可以對庫、棚、露天料場等散裝物料進行料型分布成像掃描并進行三維顯示，具有庫存體積計量、物料質量計量、高速數據處理、遠程操控等功能，實現了大型料場的自動盤庫，即可完成對整個料場的實時掃描測量、料場相關數據的實時采集，系統將采集的測量數據實時自動上傳，經過系統軟件的建模、計算，完成料場的三維數字建模，同時生成煤堆的三維立體圖形、體積等，結合料堆密度（業主給定），可實時獲取存煤量等信息，從而科學計算出被測料場的體積形狀和質量。激光3D掃描儀自動盤庫系統可以完成原來在生產場所無法完成的很多過程測量工作。除了能看到的功能之外，該系統還有具有如下優點:安裝和操作方便，免維護設計，可以節省大量成本，提高整體性能和盈利能力。庫存量越大，該系統創造的價值越多。
      該系統可以做到料場全覆蓋，無盲區。
     

（1）激光測量原理
   

      激光測量是通過激光掃描儀和距離傳感器來獲取被測目標的表面形態。激光掃描儀一般由激光發射器、接收器、時間計數器、微電腦等部分組成。激光脈沖發射器周期地驅動一激光二級管發射激光脈沖，然后由接收透鏡接收目標表面后向反射信號，產生一接收信號，利用一穩定的石英時鐘對發射與接收時間差作計數，經由微電腦對測量資料進行內部微處理，顯示或存儲、輸出距離和角度資料，并與距離傳感器獲取的數據相匹配，最后經過相應系統軟件進行一系列處理，獲取目標表面三維坐標數據，從而進行各種量算或建立立體模型。
      我公司生產的激光3D掃描儀自動盤庫系統，可以對料棚的散狀物料進行料型分布成像掃描并進行三維顯示，具有庫存體積計量、物料質量計量、高速數據處理、遠程操控等功能，實現了大型料場的自動盤庫。

  
（2）主要組成結構如下：

   ① 硬件部分由固定式激光雷達3D掃描儀、配電箱、工控機等組成。
   ② 軟件部分由料倉料位數據模塊、三維成像模塊、歷史報表模塊組成。
 

  激光自動測量系統結構介紹圖

二、方案概述
   

     激光測距的原理，通過記錄被測物體表面大量的密集的點的三維坐標、反射率和紋理等信息，可快速復建出被測目標的三維模型及線、面、體等各種圖件數據。由于三維激光掃描系統可以密集地大量獲取目標對象的數據點，因此相對于傳統的單點測量，三維激光掃描技術也被稱為從單點測量進化到面測量的革命性技術突破。
    本系統基于無合作目標激光掃描測量技術和其它傳感器的集成，能夠快速、連續、主動地獲取目標表面形體數據，并具備較高的測量精度。

三、技術特點

1.數據獲取全自動化，一鍵式操作盤點，也可以定時盤點。
2.實現盤點測量的無盲區掃描。
3.最大測量速度可以達到100萬點每秒，可在十分鐘內完成這個料場的掃描和建模工作。
4.數據獲取全要素，高密度、高精度，精度可達到毫米級別。
5.數據接口開放可以對接廠內其他系統。
6.可根據要求配置自動升降裝置，檢修方便、安全。
7.非接觸式測量，保證作業安全。

系統網絡示意圖

四、激光掃描三維建模算法簡介

     三維激光掃描技術利用激光測距的原理，通過記錄被測物體表面大量的密集的點的三維坐標、反射率和紋理等信息，可快速復建出被測目標的三維模型及線、面、體等各種圖件數據，越密集的點云創建的模型越精確（這個過程稱做三維重建）。

 （1）三維激光掃描數據處理
  在三維激光掃描的過程中，點云數據的獲取常常會受到物體遮擋、光照不均勻等因素的影響，容易造成復雜形狀物體的區域掃描盲點，形成孔洞。同時由于掃描測量范圍有限，對于大尺寸物體或者大范圍場景，不能一次性進行完整測量，必須多次掃描測量，因此掃描結果往往是多塊具有不同坐標系統且存在噪聲的點云數據，不能夠滿足人們對數字化模型真實度和實時性的要求，所以需要對三維點云數據進行去噪、簡化、配準以及補洞等預處理。
通過數據預處理，可以有效剔除點云中的噪聲和外點，在保持幾何特征的基礎上實現點云數據簡化，并將不同角度掃描的點云統一到同一坐標系下，為后續的曲面構建及三維實體模型生成提供穩健的數據基礎。

 （2）點云數據的三維建模
  點云建模需要利用三維實景建模軟件，LIDAR3DSCANNERSOFTWARE.C3三維建模軟件可以更好地評估點云并生成更精確的三維模型。
LIDAR3DSCANNERSOFTWARE.C3可以對點云進行增強、分割、分類，并與工程模型相結合。利用LIDAR3DSCANNERSOFTWARE.C3的高級三維建模、橫截面切割、斷裂線和地形提取功能，能快速高效地對竣工條件進行建模并支持設計流程。
基于點云數據，LIDAR3DSCANNERSOFTWARE.C3還可以從生成非常龐大的可縮放地形模型。通過與原始數據源同步，可縮放地形模型可實時更新。這樣做的價值在于，擁有所有數據的全局、最新和綜合表示，并用于使用各種顯示模式和執行分析，以及生成動畫和可視化效果。