本
文
摘
要
作为物体三维数字化工具的三维激光扫描仪，已进入中国超过15个年头，这10几年里，三维激光扫描仪不断为制造、测绘、文物等行业提供了可信的三维数字化资料，成为像尺规一样必不可少的工具。其中有的设备厂商提供了较高精度的设备，有的厂商提供了较为完备的解决方案，有的厂商提供了优质软件，都在为数字化地球做出了相应的贡献。
技术在不断创新，三维激光扫描仪也在不断发展，从最初的粗、重、笨，进化为集成多传感器同时减少体积和重量的小巧型设备。下面，将介绍几款主流三维激光扫描仪的历史和厂商，同时会标记一些较为真实的价格。
ZOLLER + FRÖHLICH
ZOLLER + FRÖHLICH公司是一个家族企业，于1963年成立于瑞士阿尔高州的基尔旺根市的一间地下室，1994年发明了第一台用于轨道测量的激光扫描仪，1996年开发了三维激光扫描仪。1998年在美国匹兹堡成立Z+F美国公司。两位创始人兄弟 Zoller 和 Fröhlich分别于1977年2009年去世，之后便由Fröhlich兄妹共同经营。2015年，Zoller + Fröhlich 推出具有集成定位系统的激光扫描仪的 3D 测量系统，可实现现场自动注册扫描。
目前公司在售产品为IMAGER系列扫描仪，具体型号分别为Z + F IMAGER® 5010C、Z + F IMAGER® 5016、Z + F IMAGER® 5006EX和Z + F IMAGER® 5010X。
Z + F IMAGER®系列扫描仪采集的三维数据质量较高，采集速度较快，并内置LED光源提供额外照明，配备的高清摄像相提供11个曝光级别，测量范围可达到0.3米至360米。具体参数请看下表。
Z + F IMAGER® 5016技术参数
激光系统
激光等级：1
光束直径/发散度：~ 3.5 mm @ 1m / ~ 0.3 mrad（1 / e2，半角）
测量范围：0.3 m ... 365 m（唯一性间隔）
距离分辨率：0.1 mm
测量速率最大：110 万像素/秒。
线性误差：≤1mm + 10ppm /m
量程噪声：0.25mm rms
HDR 摄像机
类型：HDR，自动，最多 11 个曝光级别
录制时间：≥ 1.75 分钟
焦点：1 m - ∞
全景分辨率：约 80 MPixel / 其他可选
照明系统：集成 LED 点，700 lm
偏转装置
系统：完全带集成 HDR 摄像头和 LED 点的封装旋转镜
垂直视场：320°
水平视场：360°
垂直分辨率：0.00026°（0.93 弧秒）
水平分辨率：0.00018°（0.65 弧秒）
垂直精度：0.004°（14， 4 arcsec) rms
水平精度：0.004 °（14.4 arc）rms
旋转速度：最大 55 rps (3,280 rpm)
由于 Zoller + Fröhlich 的创新开发，地面 3D 激光扫描仪 Z + F IMAGER® 5016 的最大范围达到 360 m，这使得激光扫描仪能够用于新的应用领域。超过 100 万点/秒的最大测量速率保证即使在长距离内也能获得高精度的测量结果。
市场售价约为4.5万美元。
RIEGL（瑞格）
RIEGL公司成立于1978年，总部位于奥地利首都维也纳80公里外的下奥地利州一个名为霍恩的小镇。创始人为Johannes Riegl博士。Riegl 博士曾在维也纳科技大学研究雷达和通讯工程，1978年离开校园创立RIEGL激光测量系统公司。2004年，RIEGL成功的推出了商业化的机载激光雷达LMS-Q560，这是一款真正意义上提供全回波信号数字化和波形处理的机载LiDAR。
目前Riegl公司在售地面三维扫描仪产品为VZ系列，分别为RIEGL VZ-6000、RIEGL VZ-4000、RIEGL VZ-400i、RIEGL VZ-2000i。RIEGL自研V-Line是基于回波数字化和在线波形处理技术，这使着VZ-6000在能见度低和由灰尘、雾霾、雨、雪引起的多目标情况下也能运行。由于其激光波长，这款产品非常适合测量雪地和冰雪地形。
RIEGL产品非常适合采集大场景三维数据，如地形和矿山、冰川测绘、数字城市等，采集的三维数据具有质量高、无效点云少等特点。缺点是体积较大，比较重。另外由于采用的扫描方式原因，导致扫描视场较小。以下为具体技术参数
RIEGL VZ-6000 技术参数
激光等级
3B级安全激光（需配带护目镜）
测量原理
基于时间—飞行差脉冲测量，全回波，单一脉冲范围
激光最大发射频率
50kHz
100kHz
200kHz
300kHz
有效测量频率
37000次/秒
74000次/秒
147000次/秒
2220000次/秒
最大测距
物体反射率 ≥90%
物体反射率 ≥20%
6000米
4800米
3800米
3300米
3600米
2800米
2100米
1800米
精度
15毫米
重复精度
10毫米
最近测量距离
5米
激光发散角
0.12mrad
激光光斑
初始15mm，60mm@500米，120mm@1000米、240mm@2000米
视场范围
360°*60°
角度分辨率
内置传感器
倾斜传感器、GNSS接收机、激光对中、同步计时器、电子罗盘
数码相机
内置，7.2°*7.5°2560*1920像素
RIEGL VZ系列扫描仪是大场景测量优选设备，高达6000米的测量距离也是目前三维扫描仪的能达到的极限。
目前售价约为55000美元。
TRIMBLE （天宝）
TRIMBLE公司成立于1978年，总部设在美国加利弗尼亚的森尼维耳市，创始人为Charlie Trimble。1998年进入中国，在全球40个国家设立分公司或办事处，共有员工3600人，拥有2000多项先进技术专利。目前在售地面三维激光扫描仪为Trimble TX8、Trimble TX6、Trimble X7、Trimble SX12。
TRIMBLE产品在进行地形测量、竣工验收、结构翻新等应用方面拥有不错的表现。搭配了RealWorks的点云数据处理软件，是TRIMBLE多年在行业中积累的经验和通过收购一流的技术公司的产品整合而来，所需要的测量、DEM模型生成、3D动画等功能一应俱全。缺点是产品较重。
以下是技术参数
TRIMBLE X7技术参数
激光等级
I级安全激光人眼安全
测量原理
高速、时间飞行时间距离测量
视场范围
360°*282°
测距精度
2毫米
角度精度
21秒
点云精度
2.4mm@10m，3.5mm@20m，6.0mm@60m
测量距离
0.6米--80米
重量
5.8kg
工作温度
-20°C--50°C
扫描速度
500kHz
防护等级
IP55
内置传感器
倾斜传感器、GNSS接收机、激光对中、同步计时器、电子罗盘
数码相机
内置，3840*2746像素/影像
目前售价约为45000美元。
Faro
Faro公司成立于1981年，FARO 总部位于佛罗里达州玛丽湖，创始人为Simon Raab 和 Greg Frasier。Faro初创时的定位即是 3D 测量和成像的先驱。Faro的名称不仅是创始人Frasier首字母的缩写，更是古希腊词“pharos”的派生词，pharos的中文意思是“灯塔”。
Faro公司一直致力于工业测量领域，1984年推出首款绞链式关节臂测量工具，1995年推出第一款 FaroArm ®，这是一种面向工业市场的铰接式测量臂，2008年发布第一款三维 激光扫描仪Faro Phonton 120。2011年发布的Faro Focus3D被《大众科学》杂志评为最佳创新奖。Faro凭借自己优秀的创新，使三维激光扫描仪的体积发生巨大改变。目前在售产品为Focuss系列。
以下为部分技术参数
Faro FocussPlus 350技术参数
激光等级
I级安全激光人眼安全
激光波长
1550nm
光束发散角
0.3mrad
测量原理
高速、时间飞行时间距离测量
视场范围
360°*300°
测距精度
1mm+10ppm
角度精度
19″
测量距离
0.6米—350米
重量
4.2kg（含电池）
工作温度
-20°C--55°C
扫描速度
940kHz
防护等级
IP54
内置传感器
双轴补偿器、高度传感器、指南针、GNSS和IMU模块
数码相机
内置，全景最高可达165M像素色彩
目前售价约为40000美元。
Leica-Geosystems（徕卡测量系统）
徕卡测量系统，总部位于瑞士Heerbrugg，初创KERN公司成立于1819年，通过不断收购业界领先企业丰富自己的技术积累。在两个多世纪的发展过程中一直保持不断的创新，拥有1,000 多项发明专利，从1921 年发明全球第一台光学经纬仪，到1925 年全球第一台航空照相机，徕卡测量系统不仅奠定了现代测量的基石，亦在机械控制、大地测量、测量工具、地理空间信息、大型工业产品测量、矿山和农业等方面提供先进、前端及可靠的解决方案，为全球专业人士所信赖。1999年，徕卡公司发布Cyrax2500 ，成为全球首台可在1秒钟内采集1000个点的三维激光扫描仪，2000年发布三维激光扫描数据处理和可视化软件，由此时开始，徕卡测量的空间三维测量系统成型。
徕卡测量系统在全球28 个国家拥有3,500 多名员工，数百家合作伙伴遍布全球120 多个国家。2006年被海克斯康并购。目前在售产地面式三维激光扫描仪为ScanStation P30/P40/P50，另有BLK360mini款和RTC360系列产品做为新品发布。徕卡测量的产品除了贵，几乎是完美的。RTC360操作简单，无需测量专业知识的BIM工程师即可轻松完成数据采集，通过徕卡Cloudworx等软件将高质量的施工点云数据与专业BIM软件无缝对接，实现碰撞检测、数据浏览等，为BIM全生命周期提供解决方案。另外在工厂数字化领域，可使用Cyclone FIELD 360远程遥控快速完成对工厂数据的采集，测量简单，省时安全。
通过Cloudworx可实现点云与AutoCAD、SP3D等专业软件无缝对接，为数字化工厂的设计、规划和改造等任务提供全新解决方案。以下是一些技术参数。
RTC360技术参数
激光等级
I级安全激光人眼安全
测量原理
高速、时间飞行时间距离测量
视场范围
360°*300°
测距精度
1mm+10ppm
角度精度
18”
测量距离
0.6米--80米
重量
5.35kg
工作温度
-5°C--45°C
扫描速度
2000kHz
防护等级
IP54
内置传感器
测高仪、GNSS和IMU模块
数码相机
内置，1200万像素，全景4.32亿
目前售价约为48000美元。
各家三维激光扫描仪厂商都具有各自擅长的领域，虽然成立时间有早晚，但推出三维激光扫描仪的时间几乎是在几年内就完成了设备开发和软件开发。如果您需要更详细的资料或彩页，请私信留言。
