本期案例我們主要講述Trimble TX架站式三維激光掃描儀為（汽車）數(shù)字化工廠提供基礎數(shù)據(jù)的應用。

（因圖片保密，本案例中圖片僅為示意圖）

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數(shù)字化工廠是現(xiàn)實制造系統(tǒng)在虛擬環(huán)境下的映射，是集模型、仿真、數(shù)據(jù)管理于一體的綜合性平臺。在虛擬環(huán)境中，對整個生產過程進行有效仿真、評估和優(yōu)化，實現(xiàn)產品生命周期中設計、制造、裝配、物流等各方面的功能，提前進行評估和驗證。

理論數(shù)字工廠與現(xiàn)實工廠的構建都是基于規(guī)劃設計，但真實工廠在實際操作中常因安裝誤差、避讓干涉、生產線優(yōu)化改造等因素，致使生產實際環(huán)境與原設計并非完全一致。

若數(shù)字化工廠不能準確獲得這些差異信息并加以相應修正，則直接影響生產線后續(xù)規(guī)劃仿真分析的準確性和有效性。

三維激光掃描是獲得現(xiàn)場三維數(shù)據(jù)的有效手段，通過對復雜、已構成環(huán)境的快速掃描，獲取三維場景的可靠信息，并經擬合、調整，實現(xiàn)數(shù)字工廠與現(xiàn)實工廠數(shù)據(jù)的一致，提升虛擬制造分析和工程規(guī)劃質量，為新增項目的有效驗證，降低風險、節(jié)約成本提供助力。

一、現(xiàn)場踏勘

項目開始前滬敖技術人員對采集數(shù)據(jù)地點進行踏勘。對其周圍的環(huán)境因素、人為影響做一個系統(tǒng)的了解，做好計劃，防止采集數(shù)據(jù)發(fā)生的意外，同時規(guī)劃掃描路線、精度及時間。

二、布站掃描

三維激光掃描根據(jù)工廠的實際情況進行布站，我們遵循著全覆蓋和重點抓的特點進行：

“全覆蓋”指的是所需建模區(qū)域全部掃描，

”重點抓“是指對于管線密集區(qū)，管線走向變更，管線儀表區(qū)進行重點高精度掃描 ，以確保 360°無死角。

(因本項目保密，圖片僅做示意用途)

1、工程師使用Trimble TX 三維激光掃描儀對區(qū)域目標分站掃描

2、將三維掃描得到的各站數(shù)據(jù)，通過掃入的控制點坐標轉換形成區(qū)域內目標的整體點云。

點云數(shù)據(jù)處理主要為定義工廠/生產線的原點、數(shù)據(jù)輕量化處理。

數(shù)據(jù)輕量化：

一般情況下，掃描精度越高，采樣點越多，越精確，可準確捕捉被掃描對象的細節(jié)，但是在建模以及存儲傳輸時點云規(guī)模越大建模時間越長，數(shù)據(jù)量越大，越不利于存儲和傳輸。

因此，在不同場合選用適當精度的數(shù)據(jù)，在不影響點云特征識別提取的前提下，對掃描得到的原始數(shù)據(jù)進行一定程度的簡化，即對點云數(shù)據(jù)進行抽稀的輕量化處理。

四、建模

制造工廠往往建筑物密集，但結構復雜、幾何形狀不規(guī)則， 使用三維掃描非接觸測量的方式，不受曲面復雜度影響，表面重構精度高，可直接得到真實物體表面的點云數(shù)據(jù)，繼而重構出任意曲面。

三維掃描的數(shù)據(jù)經過簡單的處理就可以直接使用，無需復雜的費時費力的數(shù)據(jù)后處理；且無需和被測物體接觸，可以在很多復雜環(huán)境下應用；并且可以和 GPS等集合起來實現(xiàn)更強、更多的應用，很好的為數(shù)字工廠提供基礎數(shù)據(jù)。

三維掃描技術數(shù)字工廠中的應用簡述：

1、實現(xiàn)數(shù)字化工廠3D數(shù)據(jù)與現(xiàn)場數(shù)據(jù)的一致。

2、數(shù)字模型的校驗

應用三維掃描技術可將原構建的數(shù)字模型與采集的點云數(shù)據(jù)比對，檢查模型與現(xiàn)場實際的一致性，包括形狀結構、尺寸大小、位置和使用情況等，對于存有差異的數(shù)字模型，在數(shù)字工廠中及時替換和更新。

3、三維模型制作：基于傳統(tǒng)計算機輔助設計（CAD）進行 3D 建模，不能很好滿足復雜物體形態(tài)的構建，而點云數(shù)據(jù)可以提供物體數(shù)模的快速逆向，補充數(shù)模缺失。工廠和線體中的管道、橋架、立柱等規(guī)則形狀物體，可通過點云軟件計算自動生成三維模型。物體形態(tài)復雜，可根據(jù)點云數(shù)據(jù)，采用三維逆向建模軟件，提取物體外輪廓的三角面創(chuàng)建數(shù)字模型。

應用三維掃描技術可以用較短時間和較少費用完成三維工廠的構建及布局，在工程后期可有效管理工廠、設備的信息。

4、可以將點云網絡數(shù)據(jù)以 360°全景展示、發(fā)布。

總之，采用三維掃描并建模的技術，可大大縮短構建三維工廠及布局的時間和費用，實現(xiàn)對工程后期工廠、設備信息的有效管理，具有十分廣闊的應用前景。

滬敖3D是一家致力于三維數(shù)字化行業(yè)解決方案的技術型企業(yè)，擁有豐富的三維項目經驗，公司以行業(yè)應用為出發(fā)點，為客戶提供三維數(shù)字化采集、三維數(shù)據(jù)處理、三維數(shù)據(jù)管理等一系列應用服務。

滬敖3D擁有結構光拍照式三維掃描儀、手持三維掃描儀（大小空間）、地面三維激光掃描儀、無人機傾斜攝影測量、3D打印等多種技術手段，從幾厘米到幾百米的物體或三維空間，從幾個微米到幾個厘米的精度，滬敖均可提供涵蓋軟硬件產品和項目服務的完整解決方案。

滬敖3D目前主要服務于制造業(yè)（汽車、航空航天、船舶、模具、鑄造以及各種機械）、建筑業(yè)（建筑設計、施工、裝修等）、文化遺產（博物館、古建筑、考古等）、數(shù)字化工廠、警用公共安全、影視制作、教育等行業(yè)。提供質量檢測、三維建模、逆向工程、數(shù)字存檔、GD/T分析、有限元分析、虛擬安裝、干涉分析、工程測繪、形變監(jiān)測、3D打印等技術方案。