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你一定听说过3D移动扫描系统的优势。也许你听过同事对移动扫描系统所捕捉的精准空间数据的赞不绝口。也或许是你同行的领导谈到了移动扫描技术是如何使某些应用成为可能的。又或许是你的朋友在领英上展示了移动扫描设备开箱的视频。
让你对它产生了很大的好奇。这些工具能为你做什么呢？
你已经尽力了解更多的相关知识了，但有一点阻碍了你：几乎所有3D移动扫描相关的博客和科普都是针对已经有3D制图和技术经验的专家的。那些文章充斥着技术术语，没有多年经验的话很难理解。
但本指南不同。
那些文章充斥着技术术语，没有多年经验的话很难理解。——包括该技术是如何运作、它能为你做些什么、你应该选择某种移动设备的原因以及使用移动扫描的最好时机等等。
本篇指南的快速提示：如果你想查看有关一个主题的更多细节内容，只需点击该主题即可。同样，如果你对某个主题已经有所了解，也可以跳过该部分。如果你觉得本指南未涵盖到你想要了解的内容，请告诉我们，我们会将其添加进来。
现在就让我们从头开始吧。
Lidar （激光雷达）技术入门
Lidar 是 (li)ght (d)etection (a)nd (r)anging（光探测和测距）的字母缩写。该技术最初来源于天气应用，用于测量大气中的云层、粒子和气体。今天，它已经成为了捕获3D数据的最佳工具。激光雷达也是在3D数据捕捉领域成为了热门技术和主流。在现代科技中，苹果手机、汽车 (除特斯拉之外)、房地产捕捉相机里都能找到它。
它的工作原理是什么？激光雷达运转的方式多种多样，但大部分传感器利用激光，根据被称为“飞行时间”的原则来生成3D地图。激光雷达先发射激光，然后计算该激光到达一个表面并反射回来所需的时间，最后用这一时间来计算与该表面的距离。接着，该传感器将记录下来的数据以相对于其位置所在的3D坐标点保存下来。
激光雷达传感器使用旋转镜来指引激光的方向并扫描其周围区域，每秒能够捕获数十万个3D点。扫描结果将是一个被称为点云的数据集。
点云知识入门
点云是一大“片”测量出来的3D数据，每个点云都有一个x、y和z坐标轴。如上文所述，获取点云的方式可以是多种多样的，包括摄影测量（以图像为基础的捕捉）和 Lidar（激光捕捉）。
点云经常被形容为“单一的”或“原始”数据，因为它们所捕捉的信息仅限于3D捕捉系统所收集的。这说明点云的本质不过是空间信息——而且除非将RBG摄像头作为其传感器有效载荷的一部分，它们甚至没有颜色。
你可以使用点云进行精确测量或肉眼评估建筑物的条件，除此之外没有其它用处。
如果想要将点云应用到各种项目中，则需要在后期处理数据。这表示你需要用3D建模软件来生成3D CAD 模型，再利用该软件将其点云与原始设计模型进行对比，或手动绘制平面图。
激光雷达扫描仪都有哪些不同种类？
激光雷达传感器可以存在于许多不同的硬件配置中，有些体积庞大，在运输时需要被固定在飞机的底部，而有的小得可以放在口袋里。在制造业和建筑、工程和施工等建筑行业，最常见的两种 lidar 扫描仪是架站式扫描仪和移动扫描设备
到底是 LiDAR 还是 lidar？想了解有关这一主题的其他问题和答案，请查看这里→
架站式激光扫描仪（TLS）
想象一下一个装在金属箱中的激光雷达传感器。在它的基础上添加以下特征：
- 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。
然后把这个盒子放在三脚架的顶端，利用三脚架里的发动机使它旋转。这样你便有了一台架站仪，缩写为 TLS。
此类设备是激光雷达技术在3D扫描领域的传统工具，而且它所生成的点云的精度至今仍然可以达到行业最高的标准。但与其它设备的差距并不是太大，这一点我们待会儿会讨论。
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）。
移动系统包含的硬件与架站式系统大致相同，但最终的工作方式却各有不同。移动扫描设备专为手持或背戴而设计，便于一人使用。
移动扫描系统的软件极具未来性，具有很大的潜力。它的系统包括 SLAM 软件技术，让你可以边走边扫描。（更多有关 SLAM 的信息，请继续阅读。）
这使得移动扫描仪的速度远远超过 TLS。在许多情况下， 移动扫描系统可以以 TLS 的十倍的速度捕捉环境。
过去，许多专业人员对移动扫描系统一直持有谨慎的态度，因为快速的扫描经常会牺牲数据质量。而如今，优秀的移动扫描系统已经能够生成符合高要求应用的数据了。精度为6毫米或更高。
如何使用移动扫描系统呢？
由于架站仪和移动扫描系统都能生成环境或物体的点云，它们应用的领域和项目也会重叠。你可以利用这两种3D激光雷达扫描仪完成各种应用，如捕捉建筑、桥梁或一个钢梁结构。它们的应用面很广。
但由于架站仪和移动扫描仪工作方式的不同，它们所适用的场景也不一样。以下是移动扫描仪适用的场景：
生成建筑现状文档
在这一应用中，你需要用移动扫描仪在资产中行走以捕捉资产，并捕获出能够反映资产当前状况的点云。
这能够让你(或你的客户)：
- 比较资产的建成状态和设计模型——及时发现实际建筑与原始计划产生分歧的地方。
- 为建筑管理人员制作空间数据集，供其在设施管理应用中使用
- 生成平面图以用于空间管理
- 在 CAD 软件中建立旧建筑物的模型作为翻修或改装的基础
- 还有更多。
点云扫描（scan-to-BIM）
建筑文档侧重于资产的空间条件，而点云扫描（scan-to-BIM）更是如此。在此过程中，你将生成一个建筑信息模型(BIM)，由代表建筑元素的虚拟对象所组成。每个对象都与虚拟数据库相连，该数据库中包括与该对象有关的各种信息。
在查看BIM模型时，你可以选择一条管道并查看其模型号、安装日期、连接到的系统等信息。BIM 还可能包括其它对利益相关者来说十分重要的信息。
BIM 模型能够让你(或你的客户)：
- 在设计和规划阶段更好地合作并协调贸易工作。
- 获得大量建筑项目相关的准确空间信息，例如，在异地预制构件
- 为建筑的业主和管理人员提供包含建筑元素的综合数据集，用于建筑的运营和维护
- 还有更多。
请在此阅读我们点云扫描（scan-to-BIM）的权威指南→
数字工厂
数字工厂不仅仅是事物，更是一种理念。你可以将其视为模型、方法和工具（包括模拟、3D 可视化、工业物联网传感器）的混合体，工厂使用它们将其数字数据与现实世界连接起来。数字工厂可能涵盖工厂、生产场地、供应链，甚至工作人员和产品。
数字工厂的概念虽然很复杂，但有一点应该是显而易见的：数字工厂的建立始于对现实工厂以及机器等有形资产最新3D模型的构建。移动扫描系统是创建数字工厂最快、最具成本效益的方法。
数字工厂让你（或你的客户）能够：
- 呈现具有多粒度级别的统一数据流——从生产网络到各个机器
- 获取工作运作情况的见解和确定需要改进的领域，并结合空间背景
- 大幅度改进有潜在维护需要的设备，从而减少停机时间
- 还有更多。
请在此了解更多关于数字工厂的解释并在 NavVis 官方博客中查看我们如何启用未来工厂→
等一下，SLAM 是什么？
在我们进一步讨论其它话题之前先聊一聊 SLAM。它是 (S)imultaneous (L)ocalization (A)nd (M)apping（同时定位与地图构建）的缩写。该技术最初是为了让智能机器能在未知的环境中进行定位所研发的。
大多数 SLAM 技术都是以这种方式运作的：读取安装在设备上的相机或其他传感器的数据，并使用计算机视图算法来识别环境。接着，它便能够构建一个粗略的地图以确定机器人的大致位置。随着机器人的移动，SLAM 构建的地图将更加精准，也有助于更好地定位。如此等等。
如今，SLAM 被广泛用于各种应用：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。
没有 SLAM, 移动扫描系统就无法运转，
架站仪在扫描时不会移动。但移动扫描系统却可以移动。因此当它生成点云时，会增加一个额外变量。扫描仪使用 SLAM 来解决该变量的问题，它能够将所有3D数据放置在正确的位置。
这说明移动扫描系统中的 SLAM 算法对扫描数据的精度有很大的影响。
SLAM 还有其他作用吗？
市场上最先进的 SLAM 算法具有瞻前性的处理功能。例如，NavVis 的软件利用 SLAM 技术将移动的扫描人员或车辆所造成的噪点和伪影从点云中移除，甚至可以将点云的精度提高至超出传感器的精确度参数值。
移动扫描仪 vs 架站式扫描仪
那就让我们来比一比：哪个更好？哪一个更好？
移动扫描的优势
与架站式扫描仪相比，移动扫描仪提供：
- 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，架站仪提供：
- 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
近十年来，知情人士一直在询问到底是移动扫描仪更好还是架站式扫描仪。但最近许多重要用户已经决定最好的工作方式通常是两种扫描仪的结合。
各行业的3D扫描专家们正开始在独立的项目中联合应用这些工具，让不同的设备发挥各自的优势。简而言之，移动扫描系统能够提供高速度和效率，而架站仪能够在真正需要的情况下提供尽可能高的准确性和较广的扫描范围。我们称之为混合式工作流程。它综合了两种设备的精华，并能够为你的客户增添额外价值。
请在此查看七个不同的服务商使用混合式工作流程进行现实捕捉的案例→
如何知道我该选择哪种移动扫描系统？
你可能会说，那太好了！听起来确实很不错。但我如何才能确定哪款移动扫描对我来说是正确的选择呢？市面上有许多移动扫描系统，它们的营销都很有说服力。
你应该做的第一件事是想想自己有哪些业务和潜在的应用。你的需求是什么？你的客户都有哪些共同的需求？有了这些问题的答案，在思考一下选择移动扫描系统的重要指标是什么？是速度？精确度？成本？还是软件集成功能？将对你有用的扫描仪列出来。
完成后，检查每个扫描仪的数据表。查看它们的规格，如每秒捕捉的点数，以及（也可能是最重要的）各种精确度。你可以在这里找到快速浏览数据表的方法指南。
同时，对扫描仪数据的评估也很重要。通过一些指标来判断数据的质量，如数据中的噪点量、分辨率和精度。这或许听起来很复杂，但其实并没有那么难：我们已经为你整理了快速判断一个移动扫描仪数据集的五个步骤
接下来，你应该深入了解每个扫描仪的精度。由于数据表上列出来的精度是扫描仪在特定情况下显示的性能，只能为精度提供一个粗略的说明。所以制造商应该提供在各种常见应用中进行严格试验所得到的该仪器的数据精度。
请在此查看 NavVis 的白皮书，了解 NavVis VLX 在各种具有挑战性的场景中的表现，同时与 TLS 数据基准测试的对比。
最后， 获取你所考虑的所有扫描仪的演示。在你熟悉的环境中测试它。并测试它的极限。拷问设备的销售人员。以确保你做出正确的决定。
接下来，你就可以信心满满地购买移动系统，让它帮你将业务提升到更高的水平了。
总结
还有其它疑问吗？想查看 NavVis 的移动扫描系统 NavVis VLX 的演示吗？请在此与我们的专家联系。让我们帮助你。
Sean Higgins 是一位自由的技术写作专家，曾是贸易出版物编辑，也是户外运动爱好者。他认为清晰的、无流行语的3D技术写作是一项公共服务。