激光在其他领域的作用(激光在各个领域的用处)
激光在各个领域的用处
具体应用 光纤通信 光纤常被电信公司用于传达电话、构建网络等。
跟传统的铜线相比光纤的信号衰减小、抗干扰能力高, 光纤传播 特别是在远距离、大容量传输场合,光纤的优势更为明显。军事科技 激光在科技、军事上的应用也有很多。如激光光谱、激光雷达、激光武器(远程击毁导弹)等等。工业生产 纤绿激光 激光在工业上的应用也非常的广泛。如激光打标、激光打孔、激光裁床、激光切割、激光绣花等等。激光的迅速准确的特性能够更好的在工业生产上发挥重要作用,同时也能够更好的节约成本。医疗卫生 在医学、生活中激光的应用也非常广泛。如激光生命科学研究、激光诊断、激光治疗,其中激光治疗又分为:激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗和激光的光动力治疗。炫酷流行 生活讲究炫酷,镭射就是个很好的激光应用例子,他可以把影像在空中投影,就是我们常说的空气投影,手表上就可以没有表面,中间悬空显示时间,保准你回头率高! 日常生活 随着科技的发展,激光也走入了人们的日常生活。便有了激光灭蚊的产品推出,利用激光消灭蚊子。激光器每秒可击毙50只到100只蚊子。除了速度快之外,该激光器还很精准,还能区别蝴蝶和蚊子,也能分辨雌蚊子和雄蚊子之类。激光治疗 激光技术作为一种新的科学技术有着广阔的应用前景。快速、精准是其最大的优势,激光不仅能够在精密仪器上打标,还可以对地毯等快速的切割。激光机在现代的工业事业上功不可没。推进工业的快速发展。激光走进了人们的生活同时也加速了人类社会的进步。
激光在各个领域的用处有哪些
全飞秒激光可以做近视眼手术,飞秒激光在超快领域内的应用、在超强领域内的应用和在超微细加工中的应用。
激光在各个领域的应用
半导体的用途:
用半导体材料制成的部件、集成电路等是电子工业的重要基础产品,在电子技术的各个方面已大量使用。半导体材料、器件、集成电路的生产和科研已成为电子工业的重要组成部分。在新产品研制及新技术发展方面,比较重要的领域有:
1、集成电路
它是半导体技术发展中最活跃的一个领域,已发展到大规模集成的阶段。在几平方毫米的硅片上能制作几万只晶体管,可在一片硅片上制成一台微信息处理器,或完成其它较复杂的电路功能。集成电路的发展方向是实现更高的集成度和微功耗,并使信息处理速度达到微微秒级。
2、微波器件
半导体微波器件包括接收、控制和发射器件等。毫米波段以下的接收器件已广泛使用。在厘米波段,发射器件的功率已达到数瓦,人们正在通过研制新器件、发展新技术来获得更大的输出功率。
3、光电子器件
半导体发光、摄象器件和激光器件的发展使光电子器件成为一个重要的领域。它们的应用范围主要是:光通信、数码显示、图象接收、光集成等。
定义:
半导体( semiconductor),指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。
分类:
按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物(砷化镓、磷化镓等)、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。
按照其制造技术可以分为:集成电路器件,分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类,一般来说这些还会被分成小类。此外还有以应用领域、设计方法等进行分类,虽然不常用,但还是按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其规模进行分类的方法。此外,还有按照其所处理的信号,可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。
特点:
半导体五大特性∶掺杂性,热敏性,光敏性,负电阻率温度特性,整流特性
激光在各个领域的用处大吗
激光,具有普通光源发出的光的所有光学特性,是上世纪六十年代所诞生和 发展起来的新技术。 但它又不是普通的光, 其特性是任何光都无法比拟的。 激光 能量密度高,其亮度比太阳表面还高数百亿倍; 激光方向性强,其发散度仅 为毫弧度量级,所以用途非常广泛。由于激光的优异特性,使激光在工业生产, 科技探测, 军事等方面得到了广泛应用。
激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势:
①由于它是无接触加工, 并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调, 因 此可以实现多种加工的目的。
②它可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性、及高 熔点的材料。
③激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件。
④激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对 非激光照射部位没有影响或影响极小。因此,其热影响区小,工件热变形小,后 续加工量小。
⑤它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。
⑥由于激光束易于导向、 聚集实现作各方向变换, 极易与数控系统配合, 对 复杂工件进行加工,因此是一种极为灵活的加工方法。
⑦使用激光加工,生产效率高,质量可靠,经济效益好。
激光在工业上的各种应用:
1、激光技术在焊机上的应用。激光能量密度高,方向性强,激光焊接就是应用激光发生器产生的光经过光 学处理后照射在待焊接材料的部位上,并产生热量以形成永久性连接的工艺过程。
2、激光技术在晶片 /芯片加工领域的应用。目前业界讨论最多的激光划片技术主要有几种, 其主要特征都是由激光直接 作用于晶圆切割道的表面, 以激光的能量使被作用表面的物质脱离, 达到去除和 切割的目的 但是这种工艺在工作过程中会产生巨大的热量,并导致对器件本身 的热损伤,甚至会产生热崩边 (Chipping,被剥离物的沉积 (Deposition等难以有 效解决的问题。
3、激光打标技术。该技术利用高能量密度的激光束对 目标作用,使目标表面发生物理或化学的变化 , 从而获得可见图案的标记方式 高能量的激光束聚焦在材料表面上,使材料迅速汽化,形成凹坑 随着激光束在 材料表面有规律地移动同时控制激光的开断, 激光束也就在材料表面加工成了一 个指定的图案 激光打标与传统的标记工艺相比有明显的优点:(a 标记速度快, 字迹清晰 永久; b 非接触式加工,污染小,无磨损; c 操作方便,防伪功能 强; d 可以做到高速自动化运行,生产成本低)。
4、激光技术在机床工业中的应用。由于激光具有良好 的方向性, 因而是准直技术理想的光源。 激光准直技术已在大型、 精密机床导轨 和滑板直线度测量中获得应用。
5、激光清洗。激光清洗法是一种全新的清洗方法,它的出现源于激光独特的材料选择性:一定功率的 YAG 激光器能轻松地切割金属却不能穿透一张纸的厚度, 而一定功 率的 CO2 激光器能轻易地切割木材 塑料却不能切割一张铝箔 网穴中残余的 墨膜囤积物多为非金属材质而网纹的材料多为金属, 这就为激光材料选择性的应 用提供了空间。
6、激光技术在汽车工业中的应用:激光切割。
7、激光在军事上的应用:激光测距仪、激光制导、激光拦截、 激光防护、 激光对抗、 激光引信等。
8、激光技术在光纤通信,船舶维修,在作物育种,在材料加工领域等等 方面的发展都是很可观的,未来发展的潜力也是非常巨大。
随着激光技术研究的逐渐深入,那些现在才刚刚技术起步的技术,如激光合金化与熔覆,激光毛化,激光纳米材料等,这些技术还有很大的发展空间,未来也会有推进我国工业生产技术革新,提高生产率。
激光的应用领域和用途
激光产生的原理:
原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级的时候,所释放的能量以光子的形式放出。被引诱(激发)出来的光子束(激光),其中的光子光学特性高度一致。这使得激光比起普通光源,激光的单色性好,亮度高,方向性好。
应用:
1、激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源,识别物体等的一门技术,传统应用最大的领域为激光加工技术。
2、激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。根据作战用途的不同,激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成,2013年通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、CO2激光器等。
3、激光通信,是激光在大气空间传输的一种通信方式。激光大气通信的发送设备主要由激光器(光源)、光调制器、光学发射天线(透镜)等组成;接收设备主要由光学接收天线、光检测器等组成。
激光技术的意义
激光雷达 激光雷达(laserradar)是指用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物。由发射机、天线、接收机、跟踪架及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器,如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器等;天线是光学望远镜;接收机采用各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式,探测方法分直接探测与外差探测。 编辑本段激光武器 激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。根据作战用途的不同,激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成,目前通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、CO2激光器等。激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确打击、不受电磁干扰等优点,但也存在易受天气和环境影响等弱点。激光武器已有30多年的发展历史,其关键技术也已取得突破,美国、俄罗斯、法国、以色列等国都成功进行了各种激光打靶试验。目前低能激光武器已经投入使用,主要用于干扰和致盲较近距离的光电传感器,以及攻击人眼和一些增强型观测设备;高能激光武器主要采用化学激光器,按照现有的水平,今后5—10年内可望在地面和空中平台上部署使用,用于战术防空、战区反导和反卫星作战等。 编辑本段激光武器特点 高度集束的激光,能量也非常集中。举例说;在日常生活中我们认为太阳是非常亮的,但一台巨脉冲红宝石激光器发出的激光却比太阳还亮200亿倍。当然,激光比太阳还亮,并不是因为它的总能量比太阳还大,而是由于它的能量非常集中。例如,红宝石激光器发出的激光射束,能穿透一张1/3厘米厚的钢板,但总能量却不足以煮熟一个鸡蛋。 激光作为武器,有很多独特的优点。首先,它可以用光速飞行,每秒30万公里,任何武器都没有这样高的速度。它一旦瞄准,几乎不要什么时间就立刻击中目标,用不着考虑提前量。另外,它可以在极小的面积上、在极短的时间里集中超过核武器100万倍的能量,还能很灵活地改变方向,没有任何发射性污染。 激光武器分为三类:一是致盲型。前面我们讲过的机载致盲武器,就属于这一类。二是近距离战术型,可用来击落导弹和飞机。1978年美国进行的用激光打陶式反坦克导弹的试验,就是用的这类武器。三是远距离战略型。这类的研制困难最大,但一旦成功,作用也最大,它可以反卫星、反洲际弹道导弹,成为最先进的防御武器。 激光怎样击毁目标呢?科学家们认为有两个方面:一是穿孔,二是层裂。所谓穿孔,就是高功率密度的激光束使靶材表面急剧熔化,进而汽化蒸发,汽化物质向外喷射,反冲力形成冲击波,在靶材上穿一个孔。所谓层裂,就是靶材表面吸收激光能量后,原子被电离,形成等离体“云”。“云”向外膨胀喷射形成应力波向深处传播。应力波的反射造成靶材被拉断,形成“层裂”破坏。除此以外,等离子体“云”还能辐射紫外线或X光,破坏目标结构和电子元件。 激光武器作用的面积很小,但破坏在目标的关键部位上,可造成目标的毁灭性破坏。这和惊天动地的核武器相比,完全是两种风格。激光枪 编辑本段激光武器的分类 不同功率密度,不同输出波形,不同波长的激光,在与不同目标材料相互作用时,会产生不同的杀伤破坏效应。用激光作为“死光”武器,不能像在激光加工中那样借助于透镜聚焦,而必须大大提高激光器的输出功率,作战时可根据不同的需要选择适当的激光器。目前,激光器的种类繁多,名称各异,有体积整整占据一幢大楼、功率为上万亿瓦、用于引发核聚变的激光器,也有比人的指甲还小、输出功率仅有几毫瓦、用于光电通信的半导体激光器。按工作介质区分,目前有固体激光器、液体激光器和分子型、离子型、准分子型的气体激光器等。同时,按其发射位置可分为天基、陆基、舰载、车载和机载等类型,按其用途还可分为战术型和战略型两类。 1.战术激光武器 战术激光武器是利用激光作为能量,是像常规武器那样直接杀伤敌方人员、击毁坦克、飞机等,打击距离一般可达20公里。这种武器的主要代表有激光枪和激光炮,它们能够发出很强的激光束来打击敌人。1978年3月,世界上的第一支激光枪在美国诞生。激光枪的样式与普通步枪没有太大区别,主要由四大部分组成:激光器、激励器、击发器和枪托。目前,国外已有一种红宝石袖珍式激光枪,外形和大小与美国的派克钢笔相当。但它能在距人几米之外烧毁衣服、烧穿皮肉,且无声响,在不知不觉中致人死命,并可在一定的距离内,使火药爆炸,使夜视仪、红外或激光测距仪等光电设备失效。还有7种稍大重量与机枪相仿的小巧激光枪,能击穿铜盔,在1500米的距离上烧伤皮肉、致瞎眼睛等。 激光的应用 战术激光武器的"挖眼术"不但能造成飞机失控、机毁人亡,或使炮手丧失战斗能力,而且由于参战士兵不知对方激光武器会在何时何地出现,常常受到沉重的心理压力。因此,激光武器又具有常规武器所不具备的威慑作用。1982年英阿马岛战争中,英国在航空母舰和各类护卫舰上就安装有激光致盲武器,曾使阿根廷的多架飞机失控、坠毁或误入英军的射击火网。 2.战略激光武器 战略激光武器可攻击数千公里之外的洲际导弹;可攻击太空中的侦察卫星和通信卫星等。例如,1975年11月,美国的两颗监视导弹发射井的侦察卫星在飞抵西伯利亚上空时,被前苏联的“反卫星”陆基激光武器击中,并变成“瞎子”。因此,高基高能激光武器是夺取宇宙空间优势的理想武器之一,也是军事大国不惜耗费巨资进行激烈争夺的根本原因。据外刊透露,自70年代以来,美俄两国都分别以多种名义进行了数十次反卫星激光武器的试验。 目前,反战略导弹激光武器的研制种类有化学激光器、准分子激光器、自由电子激光器和调射线激光器。例如:自由电子激光器具有输出功率大、光束质量好、转换效率高、可调范围宽等优点。但是,自由电子激光器体积庞大,只适宜安装在地面上,供陆基激光武器使用。作战时,强激光束首先射到处于空间高轨道上的中断反射镜。中断反射镜将激光束反射到处于低轨道的作战反射镜,作战反射镜再使激光束瞄准目标,实施攻击。通过这样的两次反射,设置在地面的自由电子激光武器,就可攻击从世界上任何地方发射的战略导弹。 高基高能激光武器是高能激光武器与航天器相结合的产物。当这种激光器沿着空间轨道游弋时,一旦发现对方目标,即可投入战斗。由于它部署在宇宙空间,居高临下,视野广阔,更是如虎添翼。在实际战斗中,可用它对对方的空中目标实施闪电般的攻击,以摧毁对方的侦察卫星、预警卫星、通信卫星、气象卫星,甚至能将对方的洲际导弹摧毁在助推的上升阶段。 编辑本段中国激光研究新进展对军事科学意义重大 2003年据中国科学院消息消息,2003年3月14日经过中国科学院物理所王树铎研究开发小组人员的努力,首次实现了对大面积准分子激光能量的直接测量,其有效测量直径达100mm,在热释电型激光探测器的尺寸上为世界之最。经过与中国原子能科学研究院的有关专家合作以及在国家实验室进行的试验表明,此系统在不同能量区域(10-20J和100-200mJ)均达到了预期的技术指标。 据介绍,激光聚变研究是一个很有发展前途的能源开发课题,激光可控热核聚变反应必将给人类生活带来新的转折。激光聚变在军事科学研究中也具有重要意义。在激光聚变实验,特别是在间接驱动聚变研究中,为了生产强的辐射驱动场,人们正在追求高的X光转换效率,良好的辐射输运环境,最佳的辐射驱动场。在这些研究过程中,对准分子激光的能量进行直接监测和研究是非常重要的。 该项研究成果表明,该项目的研究开发除了有实力对已开发的产品市场不断开拓外,对国家正在发展的应用需求项目也具备了承担和开发能力。 编辑本段激光玻璃 激光玻璃是一种以玻璃为基质的固体激光材料。它广泛应用于各类型固体激光光器中,并成为高功率和高能量激光器的主要激光材料。 激光玻璃由基质玻璃和激活离子两部分组成。激光玻璃各种物理化学性质主要由基质玻璃决定,而它的光谱性质则主要由激活离子决定。但是基质玻璃与激活离子彼此间互相作用,所以激活离子对激光玻璃的物理化学性质有一定的影响,而基质玻璃对它的光谱性质的影响有时还是相当重要的。
激光的其他用处
激光 的种类较多,分类方法有不同的角度和标准,具体如下:
1、根据激光源:可以分为固体材料发出激光,包括红宝石激光 、翠绿宝石激光、石榴石激光等。还有气体为工作物质产生的激光,包括二氧化碳激光、氩蒸气激光、氦氖激光等。还有以液体为激光源,包括染料激光等;
2、根据波长特点:不同激光产生的波长不同,对应不同的吸光基团,所以在医学上用途也不同;
3、根据激光发射模式:可以进行分类,如连续性激光、脉冲式激光。
激光技术运用到哪些领域
我们平时所说的光纤就是光导纤维的简称,顾名思义就是通过光会反射的这个看似简单的原理来传送信息,早在1870年英国物理学家丁达尔先发现了光具有反射并且一直传递的现象,但也就仅仅只是停留在现象这个字眼上,其实际是否有效以及是否可以应用在生活中是不得而知的。
随着第三次工业革命的到来,信息技术逐渐发展,人们迫切需要一种可以更快的传递电子信息的技术。于是前香港大学校长高锟(出生于江苏省金山县)致力于研究用光来传递数据,但是其早年所提出的光纤理论却被人批为“痴人说梦”,认为用光来传递电子的信息怎么可能呢?但是高锟却并没有放弃,其在2009年首先提出光纤可以用于通讯传输并随之成为现实并运用到我们的实际的生活领域之中,高锟也因此而赢得了2009年诺贝尔物理学奖,并被人誉为光纤之父。
但在刚刚研发之初由于限于其技术还尚未成熟,其价格是一般家庭与公共领域方面所承担不起的,所以在八十年代时,光纤这个速度飞速的“传送带”还未进入我们的生活之中,但当时间步入九十年代时由于其价格的快速下降,其迅速在世界范围普及,光纤真正进入了我们的生活中,其在“语音”的通信过程中起到了巨大的作用。
总所周知,又由于电脑的发展,光纤又得力于其信息容量大,传送速度快,抗外界干扰能力高,安全性强等特点便进入了通信传输领域,使我们有了快速的网络传送速度。
在近几年来其又在如医学内窥镜、军事通信、雷达和微波系统、安防监控等各种重大领域中存在,可以说光纤与我们的生活息息相关。
激光在各个领域的用处是什么
三维激光扫描技术又称为实景复制技术,利用激光测距原理,通过高速激光扫描测量方法,大面积、高分辨率地获取被测对象表面的高精度三维坐标数据以及大量空间点位信息,可以快速建立高精度(精度可达毫米级)、高分辨率的物体真实三维模型以及数字地形模型。是测绘领域继GPS技术之后的又一次技术革命。
三维激光扫描系统通过扫描目标物体,可获得海量的高精度空间三维点云数据,单点精度可达到毫米级,并且可具有真实色彩信息。获取的点云模型能充分体现出目标物体的三维特征信息。根据不同的需求,通过对点云数据的分析、处理,可以获得满足不同需求的丰富数据,从而在不同领域发挥不可比拟的重要作用。
相较于传统二维平面图纸的抽象表示,三维激光扫描技术,可以直观反映真实世界的本来面目,应用领域非常广泛,主要有文物古迹保护、建筑、规划、土木工程、工厂改造、室内设计、建筑监测、交通事故分析、法律证据收集、灾害评估、船舶设计、数字城市、军事等。
三维激光扫描系统根据其搭载的不同的平台分为:
(1) 固定式激光扫描系统。也称地面三维激光扫描仪,使用时在地面不同方位设置测站进行扫描。
(2) 车载激光扫描系统。以汽车作为平台,在连续移动过程中连续快速扫描。
(3) 机载激光扫描系统。以无人机或有人机作为平台,在空中对地面进行连续快速扫描。
(4) 手持型激光扫描系统。属于便携式激光扫描仪,使用简单、快捷、轻便。
(5) 背包式激光扫描系统。采用人工背包式背负作业,能适应复杂路线及环境。
应用领域:
一、古建文物保护领域
根据扫描获取的点云数据,生成古建正射影像。
根据正射影像可绘制古建平面、立面及剖面图等传统施工图纸。
根据三维点云模型可辅助建模,细节更加丰富,模型更加真实准确,方便后续对古建的修复、维护及展示等工作。
二、工程领域
1. 地形测量
三维激光扫描技术在测绘领域,其最基本的应用之一就是地形图绘制。基于扫描的精细点云可直接生成三维地形模型,自动提取等高线,同时可获取三维及二维数据资料。与传统测绘手段相比,三维激光扫描具有:效率高、细节丰富、成果形式多样。一次测量,地物、地形同时获得。
3D数字高程
三维地表模型
2. 规划、设计
项目规划设计阶段,首要工作是获得项目及周边的环境信息,环境信息越充分,规划设计工作越得心应手。采用三维激光扫描技术对项目目标环境进行扫描,取得的高精度三维模型,不仅直观、真实,而且包含有项目目标的全部空间信息,对规划设计工作可以起到事半功倍的效果。
在取得的三维空间信息的基础上,可以进一步进行日照分析、管道分析等。
3. 老旧建筑的维护、修复、测量
对于老旧建筑,采用三维扫描技术可以逆向绘制CAD图纸,辅助进行设计、施工、测量等工作。
三维激光扫描点云模型可以获得现状建筑的全面数据。根据点云模型返画CAD图可获得高精度的设计图纸。
4. 工程测量
由于具有高精度、扫描数据全面的特点,三维激光扫描技术可代替传统的工程测量,并在某些方面解决传统手段解决不了的难题,发挥独特的作用。
(1) 监理测量
三维激光扫描是真实场景的复制,资料具有客观可靠性,为监理隐蔽工程、重点部位工程质量提供有效依据,为避免日后的纠纷提供了客观依据。
(2) 竣工测量
竣工测量要求对实际施工完成的建筑物进行测量,基于对实景扫描及高精度的特点,三维激光扫描技术在对异形建筑测量等方面,可以发挥独特的优势。
(3) 隧道测量
通过三维激光扫描仪进行测量,获取隧道表面海量数据点,可生成真实隧道模型,无论是超欠挖分析还是收敛变形分析,结果都更加精准。
数据全面,海量点云,还原隧道真实形态,细节也清晰可辨,数据可随意查看。
结果精准,可达毫米级的测量精度,准确反映隧道变化情况。
收敛变形分析。基于多期数据,可进行隧道收敛变形分析。
超欠挖分析。通过点云模型与设计模型进行对比,可自动生成超欠挖报告,得到各段超欠挖体积分析,同时也可在任意断面处查看形态对比。
5. 变形监测
由于三维激光扫描技术具有高精度的特点,在一定的条件控制下,精度可达到1毫米以内,三维激光扫描技术可以用来对变形进行监测。主要应用在建筑物变形监测、基坑变形监测、桥梁变形监测、隧道变形监测以及地表形变监测等方面。
建筑物变形监测
基坑变形监测
桥梁变形监测
6. 土方和体积测量
采用三维激光扫描仪对现场地形地貌进行扫描,获得现场高精度三维地形数据,对相关数据进行处理后可以计算出土方工程量或其它相关体积。
根据项目情况,采用地面三维激光扫描仪在不同站点进行扫描。
扫描后,现场原始地貌被真实、直观、精确记录。
根据需要可以处理出地形图、等高线、三维模型等各种数据成果。
现场标高点位数据可现场进行复核。
测量成果可进行存档,土方体积计算可采用方格网等方式进行复核,方便后续审计、结算。
7. 三维扫描+BIM应用
三维激光扫描与BIM均以三维模型为中心,两者存在天然的相关性。三维激光扫描是BIM应用中最基础的一个重要环节,对现场三维实际进行采集后与BIM进行结合,才能发挥BIM技术的应用价值。
(1) 三维扫描协助BIM进行逆向建模
通过三维激光扫描取得真实、精确点云模型。
采用相关软件辅助建立BIM模型。
在没有目标图纸资料的情况下,采用三维激光扫描建立BIM模型是最高效的手段。建筑建成后,即使有原始图纸资料,采用三维激光扫描建立的BIM模型更符合实际修建完成的建筑,方便后期的运营管理。
(2) 辅助装饰装修等二次设计
扫描取得的点云模型提供直观及全面的原始室内原始设计数据。
在真实模型基础上进行的装修设计更加完善、减少变更及返工。
在真实模型基础上进行幕墙设计可以提高设计精度和施工质量。
(3) 施工检测及验收
BIM模型可以指导施工,三维扫描模型可以描述真实情况,将两者进行对比,不仅可以发现施工偏差,还可以检测施工质量。
实际施工模型与设计BIM模型对比,可以检查施工偏差情况。
施工偏差及施工质量分析数据一目了然。
8. 工程存档及展示
在工程建设当中,有很多工程存档及项目展示的需要,采用三维激光扫描技术可以全面对工程进行存档,全方位对工程进行展示,满足工程后期结算、索赔,以及对样板工程进行展示的需要。
9. 钢结构检测
采用三维扫描技术将复杂零部件的三维尺寸精确进行扫描,并将得到的点云与设计模型做精确地三维偏差分析,从而分析出零部件与设计模型的偏差,检测制作质量。
无接触式自动测量,高效快捷。
海量三维真彩色点云数据,即便是复杂异形钢构件也可全面测量记录。
毫米级测量精度,保证检测结果准确,采用色谱图反映实际制造成果与设计模型间偏差,显示更加全面直观。
10. 公路改扩建测量
在公路改扩建工程中,对已有旧路占地边线、路基、路面、桥涵的测量和现状描述对设计过程中的参考与决策尤为重要。采用车载激光扫描测量系统,每秒百万点的测量速率,40-60公里每小时的行驶速度,可快速获得路面点坐标信息及道路两侧地形情况。数据获取的质量和有效性高于传统的人工采集。
通过先进算法进行点云解算,点云精度可达5cm,满足公路改扩建测量精度要求。
成果丰富。海量点云可提取车道线,生成公路横断面、地形图等成果。
三、电力管理领域
对已建成的电力网络,需要有效地对其进行巡线管理,以确保电力的安全输送。
多平台激光雷达系统具有快速获取高精度激光点云和高分辨率数码影像的优点,可以获得输电线路相关距离测量的数据,适用于对新建线路的走向选择设计、对已建线路的危险点巡线检查、线路资产管理以及各种专业分析。
以高精度、高分辨率正射影像和激光点云数据为基础,结合架空送电线路设计业务需求,实现线路路径优化设计、杆塔优化设计的一体化全流程应用。基于剖面进行塔位优化,根据塔位坐标数据、塔基断面数据对线路各种指标进行统计分析。
利用无人机激光雷达系统获取的高精度点云可以检测建筑物、植被、交叉跨越等对线路的距离是否符合运行规范,线间距是否满足安全运行的要求;同时相机获取的高清晰度的影像,可以让巡检人员在室内进行线路设施设备和通道异常的判别。根据分类得到的电力线、植被和地面等分类的点云,可以计算出靠近电力线的植被并标记出来,可以起到预警的效果。
通过采集的高精度激光点云和高分辨率数码影像数据,处理成DOM、DEM,结合分类后的点云,可以实现电力线路三维建模,恢复线路走廊地形地貌、地表附着物(树木、建筑等)、线路杆塔三维位置和模型等,辅以线路设施设备参数录入,可实现线路资产管理。
四、影视制作领域
在影视拍摄中,一些特殊的场景和道具无法进行实拍,或者在一些大型动画的制作中,采用三维激光扫描技术对场景或道具进行扫描、建模,然后利用计算机进行后期制作,在大大减少人力投入的同时,效果也更显逼真。
五、结语
三维激光扫描技术的应用远不仅限于以上场景,由于与真实三维世界高度契合,符合大数据时代的技术发展趋势,三维激光扫描技术应用必定在相关领域中快速发展、大展身手,让我们拭目以待......