请教大家：关于三维扫描仪测量船体分段！

wushan1218 · 发表于 2010-6-13 12:06

大家好！
本人要做关于船体分段测量这方面的论文。
大体的思想是：
利用三维扫描仪测得分段断面处的点云坐标数据，然后导入专用的逆向工程软件处理，并与从TRIBON中倒出的理论模型相比较，进行两者之间的轮廓度比对。

优点是：测量速度快，点云数据的建模精度较高
缺点是：设备昂贵，一套莱卡的扫描仪设备大概100W左右！

因毫无现场经验，在很多问题的考虑还欠周全！请大侠们不吝赐教！
谢谢！

大将 · 发表于 2010-6-13 12:22

三维扫描仪有十米级的测量能力吗？
而且我很怀疑那东西的抗操性

wushan1218 · 发表于 2010-6-13 14:30

Leika Scan Station2的测距范围达300米，这个距离不是问题
。噪音的问题是一个关键点之一！在点云的预处理中，就有去除噪点这一步骤。现在确实没有试验过，把这个用于分段的测量无论是在保证精度还是在造价或是在工作量的减少方面都有待研究！

wushan1218 · 发表于 2010-6-13 14:30

Leika Scan Station2的测距范围达300米，这个距离不是问题
。噪音的问题确实是一个关键点之一！在点云的预处理中，就有去除噪点这一步骤。现在确实没有试验过，把这个用于分段的测量无论是在保证精度还是在造价或是在工作量的减少方面都有待研究！

wushan1218 · 发表于 2010-6-13 14:36

大家说说自己的想法呗！小女子万分感谢！

大将 · 发表于 2010-6-13 15:48

呃我不是把“噪”错写成了“操”，而是说我担心系统能否经受得起现场环境的折磨。或许我说“鲁棒性”你就明白了？

大将 · 发表于 2010-6-14 11:49

对于大型的三维扫描仪没什么认识。以前曾经见到过一个小的，像有些超市里用的条码扫描枪，后面连着一个机械臂，整个作用半径应该不超过2.5米。当时我也设想过将大型化的此类系统用于和楼主相同的应用，但我不知道已经有了大型的商业化三维扫描仪。Lz不妨进一步介绍一下现在的三维扫描仪，给造船的弟兄们多些了解，才好有的放矢
单纯从技术层面，一个重要的问题是船体结构复杂，三维度很高，很多部件会相互遮蔽，而且很多狭小的地方大型设备难以到达

cx880925 · 发表于 2010-6-14 12:28

太高级了。。。。扫描测量了啊。。
全站仪都还没有普及。。。

cx880925 · 发表于 2010-6-14 12:36

我现在正从事精度方面的工作。。。
我们是这样干的。。用的是全站仪。。。。
根据TRIBON的模型，能够提取出分段的三维控制坐标。
然后现场根据控制点的三维坐标去测量。。。与理论值对比。
当然，TRIBON里面导出的是船体搭载状态下的三维坐标。
而处于组立工作状态时，需要将三维数据处理一下，转化为组立工作状态时所对应的三维坐标
（这个工作，TRIBON没办法实现，我现在是通过自己用EXCEl编的一个小的计算程序完成的，
其实很简单，就是坐标转换计算）
现场用来，已经十分精确了。。。

wushan1218 · 发表于 2010-6-15 10:39

感谢大家的热心帮助！
首先明确一下这个工作的目的：主要用于船体分段与其他分段相接的断面的扫描，而忽略分段的内部结构。实现分段无余量上船台的目的。
现介绍下瑞士徕卡Leica ScanStation2三维激光扫描仪：

全球扫描速度最快的脉冲式三维激光扫描仪，扫描速度50000点/s
全球第一个带有全站仪功能的三维激光扫描
全方位视场角  360°×270° 双轴补偿±5′
全站仪级别的单点测量精度
有效的测距范围 300米
模型表面精度±2mm

全新四大特点：

1、全方位视角:360°×270°
徕卡ScanStation 2全站式扫描仪能够扫描建筑的天花板或顶棚、桥梁下底面、架空管道支撑架、高大物体的立面、柱状或塔式建筑物。全站仪的视场角没有限制，因此，测量员和其它专业人员在安置徕卡ScanStation 2全站式扫描仪时，不需为视场角问题费心劳神。
2、高精度双轴（倾斜）补偿器:双轴补偿±5′分辨率1”
比全站仪更加灵活和自由，徕卡ScanStation 2全站式扫描仪可以根据测量控制点完成高精度的导线测量，因为它使用了和徕卡全站仪一样高精度的双轴（倾斜）补偿器。
3、测量级的点位精度:模型表面的精度±2mm
和有些扫描仪通过“多次测量取平均”的方法达到测量级的精度不同，徕卡ScanStation2 全站式扫描仪测量的单点精度也能达到测量级的精度。在远距离扫描时，徕卡ScanStation 2全站式扫描仪的超精细扫描保证了标靶扫描的精度以及扫描拼接的精度，用户会切身体会到其中的好处。
4、实用有效的测距范围:有效的测距范围 300米
徕卡ScanStation 全站式扫描仪的扫描距离约为300m（对90% 反射率的物体）和134m（对18% 发射率的物体），这一测程几乎能够满足所有无反射棱镜测量仪器的测量领域。而徕卡ScanStation 全站式扫描仪的高精度、窄光束和精细扫描的性能则为达到测量级的成果提供了卓越有效的测距范围。
除了具备全站仪的4 个关键特征之外，徕卡ScanStation 全站式扫描仪还具有诸如测量界面友好、效率高以及功能多样等许多优点。最基本的一点，徕卡HDS 高清晰测量系统具备让你从日常的现状测量和地形测量中受益的能力。
二：徕卡ScanStation2三维激光扫描仪主要技术指标介绍：
总体
仪器类型             全视场角、脉冲式、快速、高精度、双轴补偿三维激光扫描仪
使用界面             笔记本电脑
扫描仪驱动          伺服马达
光学取景             一体化视频照相机

系统性能
单点精度
点位： ≤±6mm （50米处）；    ≤±9mm （100米处）
距离： ≤±4mm（50米处）；    ≤±6mm （100米处）
角度 ±12”
形成模型表面的精度       ±2mm
标靶获取精度             ±1.5mm
双轴补偿器                补偿范围±5’,分辨率1”，可开关。
数据正确性监测             在开机和运行过程中定期实施测量精度自我检测
激光扫描系统                                                             激光类型                脉冲；专用芯片。
颜色                   绿色
激光等级                3R级（参照IEC60825-1）
测距范围                300m(90%反射率)；134m(18%反射率)
扫描速度                标准速度50000点/秒。
扫描密度
50米处光斑大小       4mm（全宽半高基准）, 6mm(高斯基准)
可选性                可以独立选择水平方向和垂直方向的扫描点间隔
点间距                水平方向和垂直方向完全可选，最小间隔1.2mm
最小采样密度                   1mm
视场角（每次扫描）
水平方向                         最大360°角
垂直方向                         最大270°角
瞄准                            用QuickScan按钮光学瞄准
扫描光学器件                   单反射镜、全景、双视窗设计，双镜盖保护
驱动马达                      直接驱动，无接触式
旋转部的数据和电源传输    无接触式，光数据连接、电感应传输技术
数据通讯                            静态IP方式
一体化彩色数码影像获取       用户定义像素分辨率：高、中、低
单桢图像24°×24°：          1024×1024像素
360°×270°全角扫描状态：111个图像采样，约6千4百万像素，空间位置自动矫正
状态指示灯             3个液晶显示灯分别指示：设备、激光和通讯状态
气泡整平                                  外部

用电
供电                                  36V直流输入，2块电池，可热插拔
功率                                     80W
电池                                     密封的铅酸电池
电池接口                               同时使用2块电池，支持热插拔
电池供电时间                         连续工作时间超过6小时（常温）
电池状态指示器                      5个液晶显示器表示充电和电力状态

环境
工作温度                                  0°C到40°C
储存温度                                  -25°C到65°C
感光                            在明亮的阳光下和完全黑暗的情况下能正常操作
湿度                                        非冷凝大气状态
防震                                        最大40G’s
防尘/防水等级                         IP52标准

标准附件
扫描仪装运箱
徕卡专业型三脚基座
徕卡测量型三脚架
连接扫描仪到笔记本电脑的网线
电池箱电池
扫描仪到电池的电缆
电池充电器
用户手册
清洁包
Cyclone-SCAN软件
数据格式
直接输入格式                   徕卡Cyclone 本身的IMP数据库格式
徕卡Cyclone 对象交换格式COE
ASCII点数据XYZ,SVY,PTS,PTX,TXT格式
徕卡通用DBX,XML格式以及ZFS,ZFC,3DD格式
直接输出格式                   ASCII点数据XYZ,SVY,PTS,PTX,TXT格式
徕卡通用DBX,XML格式
间接输出格式                   AutoCAD、MicroStation、PDS、AutoPlant

四、推荐产品的报价
1、瑞士徕卡三维激光扫描系统ScanStation2价格清单:
产地：瑞士
品牌：Leica徕卡
型号：Leica HDS ScanStation2

序号项目名称产品参数及规格价格（人民币）
1
徕卡ScanStation2三维激光扫描系统及其附件扫描头 (758757) 1个
电源及电源箱 (670261) 2个
电源电缆 (670269) 2根
电源充电器 (670251) 2个
三脚架 (670238) 1个
光学对点的三角基座 (575733)1个
数据电缆 (670249)  1根
徕卡ScanStation2交/直流电源转换器
窗口清洁包 (670268)  1包
ScanStation 2 用户手册 (754683)  1本
Cyclone 软件CD (755609) 1张
1年徕卡 CCP 维护及保修 (6001160). 120万
2 徕卡Cyclone三维数据处理软件 Cyclone - SCAN 扫描软件模块
Cyclone - MODEL 建模软件模块
Cyclone - REGISTER 拼接软件模块
Cyclone-CloudWorx Basic软件模块,安装在AutoCAD上使用 10万
3 徕卡HDS用户所在地培训培训课程1:基础理论,培训课程2:测量和建模
1:工作原理及仪器安全 1天；
2：野外实际操作，扫描训练1天
3：内业，数据处理2天
4：问题交流，提高，1天免费
4 交货期限收到货款后6周内
总报价 130万

wushan1218 · 发表于 2010-6-15 10:46

回复 6# 大将

好的~~谢谢您！我现在也在查资料分析分析现场环境对其精度的影响。

又可以颓废 · 发表于 2010-6-15 11:58

一般来讲，国内的船厂没有使用这东东的
最先进的也无非是全站仪+一个分析软件（还是小设备，忘记了）而且价钱也没那么贵。一台全站仪大概十几万就搞定，那套软件反而很贵。
要做到无余量上船台或下坞也很简单主要是精控在分段造好后进行分段断面测量全部以基线为准得出数据，下个相接分段按此数据进行控制建造并测量与前面的分段端口数据进行比较。其实无余量和龙对分段的端面精度要求也不是特别高。不出焊缝极限即可，整船控制不超1/1000的公差要求即可。

jhq0330 · 发表于 2010-7-12 22:21

额，这个是奢侈品，这种全站仪需要贴大量反射片，实用性不高，如果真是需要扫描直接用拍照式的，通过分析光学反映实体，你说的那个估计没哪个厂会用这种奢侈品，不实际

dwfangkun · 发表于 2010-7-13 13:19

好东西，我们才把全站仪玩顺，玩不起这么贵的。。。

wushan1218 · 发表于 2010-7-23 10:03

谢谢大家！

wu_chenhui · 发表于 2010-12-29 17:02

这个东西在船厂基本就是个神话我国造船行业还没有要求精度那么高的目前全站仪在船舶行业还没有普及别提三维激光扫描仪了还是去飞机、汽车制造业看看吧

hao661415 · 发表于 2012-4-26 19:41

hehe

605900712 · 发表于 2012-5-5 20:50

见识了！！！

376421955 · 发表于 2012-9-7 11:07

这个太贵了，估计没几个船厂会买

kanvic · 发表于 2012-9-7 11:12

蹲个坑………………

[精度管理] 请教大家：关于三维扫描仪测量船体分段！