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您听说过 3D移动扫描 系统的好处。也许你的同事对三维系统捕捉到的精确空间数据赞不绝口。也许你所在行业的领导者曾谈到该技术如何实现了以前不可能实现的应用。也许你的朋友在 LinkedIn 上发布了开箱照片。
现在你很好奇。这些工具能为你做些什么吗？
您试图了解更多信息，但却遇到了障碍：几乎所有关于 3D移动扫描 的博文和说明都是针对已经使用其他 3D 制图技术的专家。它们充满了技术术语和行话，没有多年的经验根本无法理解。
但本指南不同。
我们将从头开始，让您对移动三维制图有一个全面、综合的了解--包括该技术的工作原理、它能为您做什么、为什么您可能会选择一种移动制图器而不是另一种、什么时候最好使用移动扫描 等等。
以下是一些使用指南的快速提示：如果你想更深入地了解某个主题，只需点击相关部分的说明，就能找到所需的详细信息。如果我们涉及的主题你已经知道，请跳过。如果指南中缺少重要内容，请告诉我们，我们会及时添加。
话不多说，让我们从头开始。
Lidar （激光雷达）技术入门
激光雷达是(li)ght (d)etection (a)and (r)anging的缩写。该技术起源于气象应用，用于测量大气中的云层、颗粒和气体。如今，激光雷达作为一种捕捉三维数据的工具已广为人知，并已成为主流技术。如今，你可以在 iPhone、汽车（但不包括特斯拉）、不动产捕捉相机等设备中找到激光雷达。
如何工作？激光雷达有多种工作方式，但大多数激光雷达传感器都是利用激光的 "飞行时间 "原理来生成三维地图的。激光雷达发射激光，计算激光从表面反射回来所需的时间，然后利用这段时间计算出与该表面的距离。然后，传感器将该数据记录为相对于自身位置的三维点。
激光雷达传感器使用旋转镜引导激光并扫描周围环境，使其能够每秒捕捉数十万个三维点。其结果是一个称为点云的数据集。
点云知识入门
点云是三维测量数据的 "云"，每个数据都有一个 x、y 和 z 坐标。它可以通过多种方法采集，包括摄影测量（基于图像的采集）和激光雷达（激光采集），如上所述。
了解建筑捕捉、摄影测量或激光雷达哪种方法更好 → 了解建筑捕捉、摄影测量或激光雷达哪种方法更好 → 了解建筑捕捉、摄影测量或激光雷达哪种方法更好
点云通常被称为 "哑 "数据或 "原始 "数据，因为它们除了三维捕捉系统收集的信息外，不包含任何其他信息。这意味着最基本的点云只是空间信息，甚至不包含颜色，除非激光雷达系统的传感器有效载荷中恰好包含一个 RBG 摄像机。
您可以使用点云进行精确测量或目测建筑物的状况，但仅此而已。
为了在大多数应用中使用点云，您需要对其进行后处理。这可能意味着使用自动三维建模软件生成三维CAD 模型，使用软件将点云与原始设计模型进行比较，或者手动绘制平面图。
它有哪些不同的种类？
激光雷达传感器有多种不同的硬件配置，有的大到需要绑在飞机底部，有的小到可以装在口袋里。在制造、建筑、工程和施工等建筑行业，最常见的两种激光雷达扫描仪是地面扫描仪和移动扫描仪。
是LiDAR 还是激光雷达？以及其他您希望得到解答的有关此主题的问题→
架站式激光扫描仪（TLS）
想象一下，激光雷达传感器装在一个金属盒子里。现在添加
- 一个旋转的镜子，引导激光扫描传感器周围的环境
- 一个处理3D测量数据并生成点云的计算机
- 一个惯性测量设备 (IMU) 的传感器用于识别设备位置的上下方向
- 以及一个 RGB 摄像头。
现在，把盒子放在三脚架上，用电机带动它旋转。恭喜你，你有了一个 ，也叫 TLS！你已经有了一个架站仪 ，也称为 TLS。
这是激光雷达技术在三维制图中的传统应用，它所生成的点云精度仍然是最高的。但是，正如我们稍后将看到的那样，精度并不高。
移动扫描系统 (MMS)
移动扫描系统扩展了扫描仪的种类（也有人会说它是传统扫描仪的升级版）。
移动系统的硬件与地面系统基本相同，但外形却大不相同。它们被设计成可以拿在手上或穿在背上，这样一个人就可以携带设备。
移动扫描 系统还更多地利用了软件的未来潜力。这些系统包括SLAM 软件，可以让您边走边扫描。（有关SLAM 的更多信息，请继续阅读）。
这使得扫描仪的速度明显快于 TLS。在许多情况下， 移动扫描 系统捕捉环境的 速度是 TLS 的 10 倍。
过去，许多专业人士对移动扫描 系统心存疑虑，因为速度越快，数据质量越差。如今，最好的系统所生成的数据可满足许多苛刻的应用要求，精度可达 6 毫米或更低。
如何使用移动扫描系统呢？
由于地面激光扫描仪和移动扫描 系统都能生成环境或物体的点云，因此它们的应用有很多重叠之处。您可以将任何一种三维激光雷达扫描仪用于各种应用，例如，捕捉建筑物、桥梁或钢梁。可能性是巨大的。
但是，由于地面扫描仪和移动扫描仪的工作方式不同，因此它们擅长的应用领域也不同。以下是您需要使用移动扫描 的地方。
生成建筑现状文档
在此应用程序中，您将使用移动扫描仪走过资产并捕捉反映资产当前状况的点云。
这能够让你(或你的客户)：
- 将资产的最终状态与设计模型进行比较，找出实际建筑与最初设计意图的不同之处
- 制作空间数据集，供业主运营商在设施管理应用中使用
- 为空间管理生成平面图
- 在CAD 软件中为旧楼建模，作为翻新或改造的第一步
- 还有更多。
点云扫描（scan-to-BIM）
建筑现状文档 侧重于资产的空间条件，而扫描至BIM 则更进一步。在此过程中，您将生成一个建筑信息模型 (BIM)，该模型由代表建筑元素的虚拟对象组成。每个对象都与一个虚拟数据库相连，该数据库包含有关该对象的各种信息。
在查看BIM 模型时，您可以选择一个管道并查看相关信息，如型号、安装日期、连接的系统等。BIM 可以包含对利益相关者可能重要的任何其他数据。
BIM 模型能够让你(或你的客户)：
- 在设计和规划阶段加强协调，以统筹安排各工种的工作
- 掌握大量有关建筑项目的准确空间信息，例如，用于在场外预制构件
- 为楼宇业主--运营商提供一套全面的楼宇元素数据，用于运营和维护
- 还有更多。
数字工厂
数字工厂 不仅仅是一个东西，更是一种理念。可以将其视为模型、方法和工具（包括模拟、三维可视化和工业物联网传感器）的组合，工厂利用它们将数字数据与物理世界连接起来。数字工厂 可以涵盖工厂、生产资产、供应链，甚至人员和产品。
显然，这个话题很深奥，但有一点应该是显而易见的：数字工厂 ，首先要为工厂本身以及机器等实物资产创建最新的三维模型。而移动扫描 系统是最快、最具成本效益的方法。
数字工厂让你（或你的客户）能够：
- 提供多级粒度的统一数据流--从生产网络到单台机器
- 获取性能洞察力，确定需要改进的领域，并提供完整的空间背景信息
- 大幅改进预测性维护，减少停机时间
- 还有更多。
有关数字工厂 的更多信息，以及NavVis 如何实现未来工厂，请访问NavVis 博客 →。
等等，SLAM 是什么？
在进一步讨论之前，让我们先讨论一下SLAM 。该术语是 "同步（L）校准（A）和（M）应用"（(S)imultaneous (L)ocalization (A)and (M)apping）的首字母缩写。这项技术最初是为机器人开发的，用于跟踪机器人在未知环境中的位置。
大多数SLAM 都是这样工作的：它从安装在设备上的摄像头或其他传感器读取数据，并使用计算机视觉算法识别环境中的特征。然后，它利用这些特征建立一个粗略的地图，用来确定机器人的大致位置。随着机器人的移动，SLAM ，建立更好的地图，帮助它更好地确定机器人的位置。以此类推。
如今，您会发现SLAM 被广泛应用于各种领域，如智能吸尘器、自动驾驶汽车，当然还有移动激光雷达扫描仪。
它与移动扫描又有什么关系呢？
"没有 SLAM, 移动扫描系统就无法运转，"
地面扫描仪在捕捉过程中不会移动。但移动扫描 系统会移动，这就在生成点云时增加了一个额外的变量。扫描仪使用SLAM 来解决这个变量，这样就能在空间中正确放置每个 3D 测量点。
这意味着 移动扫描 系统中SLAM 算法的质量对其准确性有很大影响。.
SLAM 还有其他作用吗？
市场上最好的SLAM 算法能够实现一些未来派的处理功能。例如，NavVis' 软件使用SLAM 移除在您的扫描中移动的人和车辆的痕迹移除在扫描中移动的人和车辆的痕迹，移除点云中的 噪点 和人工痕迹，甚至 提高点云的精度超过传感器的精度规格。
移动扫描仪 vs 架站式扫描仪
好了，让我们开始吧：哪个更好？
移动扫描的优势
与架站仪 相比，移动扫描仪具有以下优势：
- 更高的速度（TLS 的10倍或以上）
- 对客户更小的干扰（因为行动速度更快）
- 扩展性的服务和产品
- 新的商业模式
- 更大的竞争优势
架站式扫描仪的优势
与移动扫描仪相比，地面扫描仪具有以下优势
- 更高的精度（小于6毫米，而移动扫描仪的精度为6毫米左右）
- 与全站仪整合
- 更远的射程范围
考虑混合式工作流程
大约十年来，知情人士一直在问，到底是移动扫描仪好还是地面扫描仪好。但最近，许多主要用户认为，最好的选择通常是两者兼而有之。
各行各业的 3D 扫描专家开始在一个项目中同时使用这些工具，发挥各自的优势。简而言之，移动扫描 系统可以提供速度和效率，而地面扫描仪可以在您真正需要的情况下提供尽可能高的精度和范围。这就是所谓的混合工作流程，它提供了两个世界的最佳优势，以及您可以传递给客户的额外价值。
如何知道我该选择哪种移动扫描系统？
太好了，你说。听起来不错。但我如何确定哪种移动映射器适合我呢？但是市场上有很多移动扫描 系统，而且每个系统的营销都很有说服力。
首先要考虑您的业务和潜在应用。您有哪些需求？常见的客户需求是什么？考虑到这一点，移动扫描 系统最重要的规格是什么？速度？准确性？成本？软件集成？列出一份可能适合您的扫描仪简短清单。
一旦确定了这一点，请查看每台扫描仪的数据表。查看规格，如每秒捕捉多少个点、IP 分类，也许最重要的是各种精度。以下是一份方便的指南，可帮助您了解所收集的规格表。
了解激光雷达扫描仪数据表上需要了解的 9 个术语 → 了解激光雷达扫描仪数据表上需要了解的 9 个术语
您还需要评估扫描仪的一些数据。根据数据中噪点 的数量、精细细节的分辨率和准确性等指标来判断数据集。如果这听起来很复杂，其实大可不必：我们为您准备了一份指南，其中包含五个快速步骤，您可以用来快速判断任何移动扫描 数据集。
接下来，您需要深入了解每台扫描仪的精确度。由于数据手册 上的精确度数字代表了扫描仪在受控环境下的性能，因此它只能为精确度提供粗略的指导。这就是为什么制造商应该提供在常见应用中经过严格测试得出的精确度数字。
请参见NavVis' 白皮书，了解NavVis VLX 在各种具有挑战性的场景中的 表现，以及与 TLS 数据的基准比较。
最后，为您的候选名单上的每台扫描仪进行演示。在您熟悉的环境中进行测试。将其推向极限。拷问销售人员。确保您做出正确的决定。
这样，您就可以放心购买移动系统，相信它能帮助您的业务更上一层楼。
总结
有更多问题？想要演示NavVis' 自己的移动扫描 系统、 NavVis VLX?请联系我们的专家。我们将为您提供帮助。
肖恩·希金斯 （Sean Higgins） 是一位独立的技术作家、前贸易出版物编辑和户外运动爱好者。他认为，关于3D技术的清晰、无流行语的写作是一项公共服务。