一、背景描述

“數(shù)字化工廠”是“工業(yè)4.0”的標(biāo)志之一，為此各大企業(yè)紛紛順勢而為，建立符合自身行業(yè)特點的數(shù)字化工廠，而在這個過程中，三維掃描發(fā)揮著重要的作用。

在三維數(shù)字工廠建設(shè)中，不但需要采集大量的三維坐標(biāo)信息和屬性信息，還需要進(jìn)行精細(xì)化模型建立。

三維技術(shù)的進(jìn)步，使得虛擬顯示、數(shù)字城市、數(shù)字博物館、數(shù)字工廠等應(yīng)用不斷成熟。傳統(tǒng)的人工測量模式 已經(jīng)逐漸不能勝任人們對復(fù)雜曲面物體的建模需求。

數(shù)字化工廠的建立需要現(xiàn)狀工廠模型作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。而工廠往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外形不規(guī)則， 若采用傳統(tǒng)測量方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集效率較低且易受限。

三維激光掃描儀采用非接觸的測量方法，直接得到真實物體表現(xiàn)的采樣點，基點云數(shù)據(jù)，利用點云數(shù)據(jù)既可以重構(gòu)出任意曲面。三維掃描不受曲面復(fù)雜度影響，可以達(dá)到很高的精度要求，因此三維激光掃描技術(shù)及相關(guān)數(shù)據(jù)建模技術(shù)解決方案有獨天得厚的優(yōu)勢。采用三維激光掃描技術(shù)，可快速獲取詳細(xì)點云數(shù)據(jù)，通過點云數(shù)據(jù)提取相關(guān)建構(gòu)筑物的體型模型，極大提高數(shù)字化采集效率，還可以消除人工采集數(shù)據(jù)可能存在的粗差。

三維激光掃描的方式為工廠的安全、設(shè)計、改造、維護(hù)等方面提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)方法相比，它節(jié)省外業(yè)工作時間，縮短工期，又可以將建筑、管道等信息全部記錄下來，方便后期二維出圖與三維建模，從而更好的對工廠設(shè)施進(jìn)行設(shè)計管理，三維激光掃描技術(shù)在工廠數(shù)字化、管道數(shù)字化的應(yīng)用上有著很成熟的技術(shù)系統(tǒng)。因此利用三維激光掃描技術(shù)得到的點云數(shù)據(jù)建設(shè)三維數(shù)字工廠數(shù)據(jù)是目前良好的解決方案。

二、 三維掃描的基本原理

三維激光掃描系統(tǒng)是繼 GPS (GlobalPosition System技) 術(shù)以來測繪領(lǐng)域的又一次技術(shù)革命。三維激光掃描技術(shù)是一種先進(jìn)的全自動高精度立體掃描技術(shù)，又稱為“實景復(fù)制技術(shù)”，是繼 GPS空間定位技術(shù)后的又一項測繪技術(shù)革新，將使測繪數(shù)據(jù)的獲取方法、服務(wù)能力與水平、數(shù)據(jù)處理方法等進(jìn)入新的發(fā)展階段。傳統(tǒng)的大地測量方法，如三角測量方法，GPS測量都是基于點的測量， 而三維激光掃描是基于空間的數(shù)據(jù)采集方式。三維激光掃描獲得的原始數(shù)據(jù)為點云數(shù)據(jù)，其主要特點是實時性、主動性、適應(yīng)性好。

三維掃描的數(shù)據(jù)經(jīng)過簡單的處理就可以直接使用，無需復(fù)雜的費時費力的數(shù)據(jù)后處理；且無需和被測物體接觸，可以在很多復(fù)雜環(huán)境下應(yīng)用；并且可以和 GPS等集合起來實現(xiàn)更強、更多的應(yīng)用。

三、常用工廠類型及適用的三維掃描儀簡述

常見工廠類型大致分為：變電站、石油石化廠、生產(chǎn)加工廠三大類型，不同類型工廠結(jié)構(gòu)不一樣，所以硬件方案也有所差異。

比如在石油石化、廠房、倉庫等范圍較大區(qū)域，天寶Trimble X7和法如Faro 350等地面激光三維掃描儀都是很不錯的選擇，此類產(chǎn)品具有三維掃描距離遠(yuǎn)、精度高、范圍廣的特點。而對于管道、室內(nèi)等較小范圍的區(qū)域，例如Mantis Vision F6手持三維掃描儀就是不錯的選擇，便攜、帶色彩能真實還原現(xiàn)場、速度快（單間三十平米左右房間掃描時間在一分鐘之內(nèi)）。對于一些精度更高的物品，那么手持激光三維掃描儀就是個好選擇的，便攜、精度高，掃描速度快，高度還原物體的真實情況。

四、常用建模軟件介紹

在數(shù)字化工廠中常用的建模軟件有Geomagic Design X、犀牛、3D Max專業(yè)三維軟件，各款軟件的側(cè)重點也有差異，如果您想了解更多相關(guān)軟件知識，歡迎您聯(lián)系我們。

上海滬敖信息科技有限公司是一家致力于三維數(shù)字化行業(yè)解決方案的技術(shù)型企業(yè)。公司以行業(yè)應(yīng)用為出發(fā)點，為客戶提供三維數(shù)字化采集、三維數(shù)據(jù)處理等一系列服務(wù)。滬敖擁有手持三維掃描儀、小空間三維掃描儀、地面三維激光掃描儀、無人機實景三維系統(tǒng)、3D打印機等多種技術(shù)手段，是行業(yè)內(nèi)知名設(shè)備的簽約合作伙伴。從幾厘米到幾十米的對象、或從幾米到上千米的三維空間，滬敖均可提供涵蓋軟硬件產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)的完整解決方案。