三维激光扫描技术在古建筑保护中的应用

第15卷第1期　　　　　　　　　　　　　　　　测　绘　工　程　　　　　　　　　　　　　　　　Vol.15№.12006年2月　　　　　　　　ENGINEERINGOFSURVEYINGANDMAPPING　　　　　　　　Feb.,2006

三维激光扫描技术在古建筑保护中的应用

刘旭春

1,2

,丁延辉

1

(1.北京建筑工程学院测绘工程系,北京100044;2.武汉大学测绘学院,湖北武汉430079)

摘　要:随着三维激光扫描技术的逐渐成熟,大型激光扫描设备已经开始投放市场,并在众多领域开始了应用。结合三维激光扫描技术在古建筑保护中所遇到的一些应用问题作了探讨。关键词:三维;激光扫描;古建筑

中图分类号:P234　　　　　　　　　文献标识码:A　　　　　　文章编号:1006-7949(2006)01-0048-02

DiscussingtheofDtechnologyinL,hui

1

(1.Dept.ofSurveyingand,ofCivilEngineeringandArchitecture,Beijing100044,China;

2.GG,WuhanUniversity,Wuhan430079,China)

Abstract:technologyin3Dlaserscan,thelargetypeofscannerhasbeenputintothemarketandappliedinfields.Discussionismadeontheapplicationofthescanners’technologyonprotectingtheoldarchitecture.

Keywords:3D;laserscan;oldarchitecture

　　激光测距技术已经有了几十年的应用,但是非接触式三维激光扫描设备只是在近些年随着自动控制技术的发展才得以实现的激光测量技术,其具有不用接触被量测目标、扫描速度快、点位和精度分布均匀等特点。在测绘行业,三维激光扫描技术是继GPS技术后出现的又一高新技术,对传统的测绘技术和方法提出了挑战。三维激光扫描技术应用的领域和范围必将随着研究的深入而向深度和广度发展。在此,就三维激光扫描技术在故宫博物院保护历史文物、使其原貌真实再现的应用中所遇到的一些问题进行探讨,供同行参考。

维信息

[1,2]

。扫描仪激光测距的原理如图1所示

[5]

。

图1　扫描仪激光测距的原理

2　点云的拼接

如果被量测物体较大,一般采取分块多测站的

形式对物体进行扫描,然后对物体进行量测或对建模应对点云进行拼接。为保证拼接的准确性,应使相邻测站扫描的影像具有一定的重叠度,通过实验验证当物体形状比较复杂时,重叠度至少应保证在10%以上。因为扫描的角度和位置等问题,如果直接利用特征点进行拼接,影像的拼接精度只能在10mm左右,这样的精度直接影响了物体的量测和建

1　扫描的原理

三维激光扫描测量系统主要由线结构激光光源、彩色CCD摄像机、马达控制可旋转的滤光镜、控制电路板和计算机及相应软件组成。由步进电机带动线结构激光光源做步进转动,使光平面在物体表面上扫描,从而实现整个被测表面的三维测量。采用贴图技术将所摄物体的颜色信息匹配到各个被测点的三维数据上,便可得到整个被测物体的彩色三

收稿日期:2005-06-06

作者简介:刘旭春(1969～),男,副教授.

模的可靠性。利用先拟合特征平面然后在特征平面的基础上再加入点云约束的方法进行拼接,将会对