Trimble TX架站式三维激光扫描仪为汽车数字化工厂提供基础数据【上海沪敖3D】

本期案例我们主要讲述Trimble TX架站式三维激光扫描仪为（汽车）数字化工厂提供基础数据的应用。（因图片保密，本案例中图片仅为示意图）

欢迎点击上图查看Trimble TX设备详细信息

数字化工厂是现实制造系统在虚拟环境下的映射，是集模型、仿真、数据管理于一体的综合性平台。在虚拟环境中，对整个生产过程进行有效仿真、评估和优化，实现产品生命周期中设计、制造、装配、物流等各方面的功能，提前进行评估和验证。

理论数字工厂与现实工厂的构建都是基于规划设计，但真实工厂在实际操作中常因安装误差、避让干涉、生产线优化改造等因素，致使生产实际环境与原设计并非完全一致。

若数字化工厂不能准确获得这些差异信息并加以相应修正，则直接影响生产线后续规划仿真分析的准确性和有效性。

三维激光扫描是获得现场三维数据的有效手段，通过对复杂、已构成环境的快速扫描，获取三维场景的可靠信息，并经拟合、调整，实现数字工厂与现实工厂数据的一致，提升虚拟制造分析和工程规划质量，为新增项目的有效验证，降低风险、节约成本提供助力。

流程介绍

一、现场踏勘

项目开始前沪敖技术人员对采集数据地点进行踏勘。对其周围的环境因素、人为影响做一个系统的了解，做好计划，防止采集数据发生的意外，同时规划扫描路线、精度及时间。

二、布站扫描

三维激光扫描根据工厂的实际情况进行布站，我们遵循着全覆盖和ZD抓的特点进行：

“全覆盖”指的是所需建模区域全部扫描，

”ZD抓“是指对于管线密集区，管线走向变更，管线仪表区进行ZD高精度扫描 ，以确保 360°无死角。

(因本项目保密，图片仅做示意用途)

1、工程师使用Trimble TX 三维激光扫描仪对区域目标分站扫描

2、将三维扫描得到的各站数据，通过扫入的控制点坐标转换形成区域内目标的整体点云。

三、点云处理

点云数据处理主要为定义工厂/生产线的原点、数据轻量化处理。

• 数据轻量化

  一般情况下，扫描精度越高，采样点越多，越精确，可准确捕捉被扫描对象的细节，但是在建模以及存储传输时点云规模越大建模时间越长，数据量越大，越不利于存储和传输。

  因此，在不同场合选用适当精度的数据，在不影响点云特征识别提取的前提下，对扫描得到的原始数据进行一定程度的简化，即对点云数据进行抽稀的轻量化处理。

四、建模

三维数字化建模是建设数字化工厂的基础，而三维激光扫描技术又为三维建模提供基础数据，配合专业三维软件构建三维模型，实现工厂装置的三维数字化。

总结

在三维数字工厂建设工程中，除了需要大量点云数据（三维坐标信息和属性信息）之外，还需要进行精细化建模、几何模型数据的可量测性和精度。传统测量模式不能很好解决复杂曲面物体的建模需求。

制造工厂往往建筑物密集，但结构复杂、几何形状不规则， 使用三维扫描非接触测量的方式，不受曲面复杂度影响，表面重构精度高，可直接得到真实物体表面的点云数据，继而重构出任意曲面。

三维扫描的数据经过简单的处理就可以直接使用，无需复杂的费时费力的数据后处理；且无需和被测物体接触，可以在很多复杂环境下应用；并且可以和 GPS等集合起来实现更强、更多的应用，很好的为数字工厂提供基础数据。

展望

国内已经有越来越多的（汽车）制造企业开始关注和利用数字化工厂技术。三维数字化建模是建设数字化工厂的基础，而三维激光扫描技术又为三维建模提供基础数据，配合专业三维软件构建三维模型，实现工厂装置的三维数字化。三维激光扫描技术的应用大大提升了（汽车）制造数字化工厂建设的真实性、有效性和便捷性。

三维扫描技术数字工厂中的应用简述

1、实现数字化工厂3D数据与现场数据的一致。

2、数字模型的校验

应用三维扫描技术可将原构建的数字模型与采集的点云数据比对，检查模型与现场实际的一致性，包括形状结构、尺寸大小、位置和使用情况等，对于存有差异的数字模型，在数字工厂中及时替换和更新。

3、三维模型制作：基于传统计算机辅助设计（CAD）进行 3D 建模，不能很好满足复杂物体形态的构建，而点云数据可以提供物体数模的快速逆向，补充数模缺失。工厂和线体中的管道、桥架、立柱等规则形状物体，可通过点云软件计算自动生成三维模型。物体形态复杂，可根据点云数据，采用三维逆向建模软件，提取物体外轮廓的三角面创建数字模型。

应用三维扫描技术可以用较短时间和较少费用完成三维工厂的构建及布局，在工程后期可有效管理工厂、设备的信息。

4、可以将点云网络数据以 360°全景展示、发布。

总之，采用三维扫描并建模的技术，可大大缩短构建三维工厂及布局的时间和费用，实现对工程后期工厂、设备信息的有效管理，具有十分广阔的应用前景。

沪敖3D是一家致力于三维数字化行业解决方案的技术型企业，拥有丰富的三维项目经验，公司以行业应用为出发点，为客户提供三维数字化采集、三维数据处理、三维数据管理等一系列应用服务。

沪敖3D拥有结构光拍照式三维扫描仪、手持三维扫描仪（大小空间）、地面三维激光扫描仪、无人机倾斜摄影测量、3D打印等多种技术手段，从几厘米到几百米的物体或三维空间，从几个微米到几个厘米的精度，沪敖均可提供涵盖软硬件产品和项目服务的完整解决方案。

沪敖3D目前主要服务于制造业（汽车、航空航天、船舶、模具、铸造以及各种机械）、建筑业（建筑设计、施工、装修等）、文化遗产（博物馆、古建筑、考古等）、数字化工厂、JY公共安全、影视制作、教育等行业。提供质量检测、三维建模、逆向工程、数字存档、GD/T分析、有限元分析、虚拟安装、干涉分析、工程测绘、形变监测、3D打印等技术方案。