手持式3D扫描仪特征

手持式3D扫描仪通常具有高速度、高精度的特征，可在各类生产环境中使用，对复杂工件进行快速数据采集。主流手持式3D扫描仪的数据采集速率往往可以达到400,000点/秒至2,000,000点/秒区间，在采集速度方面，具有高超的效率。

由于自身功能和设计特点，手持式3D扫描仪在针对5米以下工件实施测量作业时，往往可以体现出超高的速率以及较佳的测量精度；但在针对5米以上工件进行测量时，由于自身量程限制，往往就需要设置额外的定位靶标/靶点，并视其为参照基准，进行转站测量。

而使用手持式3D扫描仪测量大型工件时，如需多次转站，则会依次累积前1、2、3、4……站的误差，由此造成测量误差急剧增加。

图1：Radian激光跟踪仪（左）与市面上主流手持式3D扫描仪系统（右）

激光跟踪仪特征

激光跟踪仪，是大尺寸高精度3D/6D测量的仪器，测量半径可达数十米。通常来讲，激光跟踪仪的测量空间精度可以达到5μm/m的级别，如果是集成有干涉激光（IFM激光）的型号，如API品牌的Radian Pro，仅利用其测距精度时，更是可以达到0.5μm/m甚至更高的级别。

兼顾高精度与高效率的大尺度扫描测量

通过各方面理论与实践验证，使用激光跟踪仪为手持式3D扫描仪的转站靶标/靶点在全局测量范围内做高精度定位，可有效解决手持式3D扫描仪转站累加误差大的问题，做到高精度与高效率兼顾。

图2：靶座的布设及跟踪仪建立整体坐标系测量过程示意

图3：3D扫描仪在激光跟踪仪整体坐标系下的应用示意

实际应用

以测量某长度24米的大型工件为例：

第1步：在工件周边均匀布置4组（8个）1.5英寸靶标/靶点/靶球座（如图2）；

第2步：使用激光跟踪仪进行定位：将单个1.5英寸靶球，依次放置于各标靶座上，测量靶球中心位置，建立整体的坐标系（如图2）；

第3步：将3D扫描仪的1.5英寸标靶球放置于靶座上，进行拍摄定位，将每组获取的定位坐标对齐到跟踪仪的整体坐标系下（如图3）；

第4步：在对齐好的坐标系下，使用3D扫描仪进行数据的扫描采集，即可以实现在整个作业范围内的高精度表现（如图3）。

图4：Radian激光跟踪仪与手持式3D扫描仪组网应用测量现场

结论 

在测量大尺寸工件时，使用激光跟踪仪为手持式3D扫描仪提供全局定位，在保障超高测量精度的情况下，提供了更大的工作范围，并使实际测量时的操作更加灵活，给操作者带来的测量体验。