三维数据采集
数据采集，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析，处理。
三维数据采集是指利用一系列传感器或者测量设备对三维立体的待测物体进行数据采集。
三维数据采集基本信息
| 中文名 | 三维数据采集 | 外文名 | three dimensional data collection |
|---|---|---|---|
| 优 点 | 效率高、人工少 | 类 别 | 控制科学与工程 |
| 方 法 | 标靶法等 | 应 用 | 国民经济等领域 |
对于大型物体或场景来说，单站扫描无法获取完整的点云数据，需要多次设站扫描并将各测站数据拼接到一起才能实现。根据点云数据拼接方式不同，数据采集方法可分为标靶法、后视定向法和基于点云自动拼接的数据采集法3种。
三维数据采集标靶法
在待测物体四周摆放标靶作为各测站点云数据拼接的公共参考点，对待测物体扫描结束后，人工选择四周通视的标靶进行精扫，获取标靶中心的精确坐标，利用相邻测站3个及以上的公共标靶计算坐标旋转矩阵，将各测站点云数据的坐标转换到选定的基准测站上，从而实现点云数据拼接。实际作业中，为了保证点云数据的拼接质量，每站之间需有4个以上的公共标靶数据。
标靶法在相邻两测站之间可以取得较高的拼接精度，但随着测站传递，拼接误差会随之积累。当被测物体较大或较复杂时，需要摆放较多标靶，这就要求四周有良好的通视条件，若不满足则只能重新调整测站位置。这不仅降低了作业的灵活性，也会影响点云数据采集的质量。因此标靶法一般用于小型独立物体或局部结构的扫描工程。
三维数据采集后视定向法
后视定向法类似于全站仪的测量模式，即在己知控制点上架设仪器扫描待测物体，然后对另一控制点上的标靶进行精扫，获得仪器与标靶的相对坐标，这样返回到扫描仪的单点坐标就如同全站仪碎步测量一样。因此扫描点云数据就具有与控制点相同的坐标系，各测站点云数据即被统一到控制点坐标系中。将扫描得到的所有点云数据利用专业软件打开并显示，各测站点云将自动拼接到一起，通过合并形成整体点云数据。
后视定向法需事先进行控制点测量，控制点精度会直接影响扫描点云数据精度，当对扫描精度要求较高时，就会大大增加控制测量成本。在扫描时，首先要对中整平仪器和标靶，再量取仪器高和标靶中心高。这可以大大降低作业效率，但同时也会引入对中和量高的人为误差。
后视定向法的优点在于可通过控制点拼接点云，相邻测站间互相独立、互不影响，对通视条件没有太大要求，也不需要相邻测站间有较高重叠度。这样可以减少冗余数据采集，提高作业效率，减小数据量，进而便于后期数据处理。因此，后视定向法常用于线状物体测量、大而积地形测量项目。
三维数据采集基于点云自动拼接的数据采集方法
基于点云自动拼接的数据采集方法是通过测站间重叠区域点云计算坐标变换参数R(旋转矩阵)和t(平移矩阵)将各测站点云数据统一到一个全局坐标系下完成点云拼接的方法。国内外最常用的点云自动拼接技术是迭代最近点(Iterative Closest Point,ICP)算法。该算法根据欧式距离最小原则寻找两点云间的对应点，然后计算坐标变换参数R和t，对点云坐标进行转换，通过迭代运算不断优化坐标变换参数R和t，最终获得最优解，从而实现点云数据的精确配准的方法。
在外业数据采集时，只要保证测站间的扫描数据有足够重叠区域，扫描时即可自由设站。该方法外业作业灵活，适用于多种工程项目的数据采集。
三维数据采集造价信息
(1)获取的信息量大。由于尺寸的获取是通过解算相片得到的，因此理论上只要是相片上看得到的物体，就可以恢复出它的三维原貌。由于采用高分辨率和大视场的专用测量CCD相机，一次成相范围大，故每相对所包含的数据信息多。此外，由于是采用相片测量，还可以通过相片获得物体的颜色、状态、纹理等信息，这是传统方法不能相比的。
(2)现场工作时间短，干扰现场程度小。由于尺寸的测量是通过相片得到的，因此不需要在现场花费太多的时间，在现场所要做的工作仅仅是拍照。每套系统每天可获取几千平方米的工厂尺寸数据的图片信息。此外，系统设计成便携式，可以一人手持工作，可以因时因地工作，故无论是系统对现场工作的影响，还是现场对系统工作的制约都很少。
(3)可以现场量测和离现量测、再量测。当获得相片后，可以及时输入计算机，用相应的软件测量出所需要的数据信息。当然本系统的最大好处在于可以离现量测，可以让大量的工作在事后用计算机完成。当提交数据后，若对某些尺寸有怀疑，可以在相应的相片上再次测量，而无须再到现场。这在处理某些瞬时场景的工作上具有特别的意义。
(4 )获取的尺寸精度高。由于采用了相当成熟的立体摄影测量技术，配合计算机解析测图技术和选取专业的高分辨率的测量相机，因此所获取的尺寸精度高。
该系统多应用于数字城市、航空领域等，用于制造业领域较少，因此要针对制造业特点进行改进。从采集模式上，可通过尺寸的重新设计找到最适合车间环境的设备尺寸，以满足测量环境改变的需要。从数据处理上，可通过继续升级数据测量处理软件来提高数据处理的效率。通过这两项的改进，可极大提高数据采集的效率，使本系统比传统方式占据更大的优势。 2100433B
随着航空、航天技术和计算机数字图像处理技术的发展，摄影测量设备成本大幅度降低，数字摄影测量已经成为大规模、大区域测量的主要手段，经过相关数据处理之后能够提供丰富的地理空问信息资料。该技术己被广泛地应用于国民经济的各个行业，在国民经济的建设发展中发挥着重要作用。
建立三维导览系统是企业信息化的重要环节，而车间三维模型数据测量采集与制作是整个三维导览系统构建过程中的一部分，是三维导览系统研发运行的基础。而传统的人工方式在采集数据时，存在如下问题：
(1)效率低下，耗时费力；
(2)精度不高，难以满足生产管理的需要；
(3)得到的数据管理组织困难；
(4)数据兼容性差，造成数据利用率低下。
针对企业在三维建模过程中存在的问题，通过三维数据采集技术采集生产车问的影像数据，该技术效率高，人工少，尺寸精确。基于采集得到的尺寸数据进行模型的制作研究，建立真三维模型，进而构建三维数据库，能在三维导览系统框架平台卜与其他数据集成，为工厂产品设计、生产加工、精细化管理提供基础数据。
基于三维数据采集技术研发的采集系统包括采集工具及图像测量软件。该系统采用CCD传感器作为信息获取工具获取真实场景的图片信息，然后采用近景摄影测量原理获取三维空问中的信息(如点的坐标、两点之间的距离以及点到直线的距离等)。
三维数据采集常见问题
三维数据采集文献
历史建筑地面三维激光扫描数据采集
附录 D 地面三维激光扫描数据采集 D. 0. 1 仪器的准备和检校应符合下列规定： 1 地面三维激光扫描仪器的检校应符合现行行业规程《地面三维激光扫描 作业技术规程》 CH/Z 3017的有关规定。 2 可补充高脚架、手持扫描仪、全站仪等测量设备。 D. 0. 2 大范围作业时，宜进行控制测量。进行控制测量时，应符合以下规定： 1 控制网布设应符合现行行业规程 《地面三维激光扫描作业技术规程》 CH/Z 3017D 的有关规定。 2 控制测量观测技术要求应符合现行行业规程《地面三维激光扫描作业技 术规程》 CH/Z 307的有关规定；导线测量、 GNSS测量和水准测量应符合现行行 业规范《城市测量规范》 CJJ/T 8、《工程测量规范》 GB 50026的规定。 D. 0. 3 扫描站布设应符合下列规定： 1 扫描站点的布置，应合理设计、均匀布置、减少设站数目。 设计站点的扫描范围，
基于三维激光扫描技术的既有建筑数据采集方法研究
在数字化高速发展的今天，传统的建筑数据采集方式以及数据保存方式已经无法满足建筑领域发展的需要。本文系统介绍了地面三维激光扫描技术原理及应用流程。通过与相关建筑数据采集技术的对比，分析得出三维激光扫描仪在建筑数据采集方向应用的优劣势。
G550GIS数据采集器功能介绍
GIS数据采集器独有的全息属性库，可以为任何行业，根据不同数据要求，现场实现定制化工作流程和数据采集方案，而无需另外开发软件。工业级的防护能力，特别是人性化界面设计、绚丽的色彩及大字体显示，非常适合用来进行野外恶劣环境下的GIS数据采集工作。
工业三防，高品质
高度一体化设计、工业级IP67标准、防滑设计，轻松应对野外恶劣工作环境，有效阻止灰尘和水进入主机内部，延长主机寿命;外壳采用专业防滑设计，具有良好的握感，长时间使用也不易感到手部疲劳。
专业配置，操作简易
人性化全新界面，清晰简洁;2.8英寸TFT彩色触摸屏幕，亮度自由调节，阳光下可见，外业操作更加便捷高效;可用拼音、笔画进行汉字输入，属性录入更快捷;配有日程表、日月、计算器等实用工具。
标配Micro SD卡和基础地图和全国路网、城市详图。独特的电池供电设置，使用两节或三节AA电池都可正常工作。
数据格式标准化
采集数据可导出所有主流数据格式(*.shp，*.mif，*.dxf，*csv…)，直接与用户已有GIS平台对接，为数据的入库、管理、分析决策提供可靠依据，省去了繁琐的格式转换程序，有效的避免了因数据格式转换而产生的数据丢失和失真的风险。
数据采集专业化
点、线、面数据采集，优化采集器，属性库的操作流程，加强用户体验，强化易用性，更符合数据采集规范;独特的手电筒配置，为应急之需设计;快捷键采点设计，采点效率更好，操作更便捷。
S740技术参数及特点
系统: l 操作系统:Microsoft Windows Mobile 6.1
l 处理器:Marvell(原Intel) PXA-310 624MHz XScale CPU
媒体:
l 集成扬声器、麦克风，支持录音及回放
l 显示器:3.7英寸VGA(640x480分辨率)，触摸屏
l 内置300万像素高清摄像头，LED补光灯
数据通讯:
l 完整的RS232
l 标准的USB
l 802.11b/g无线LAN(Wifi)
l 标准蓝牙
l 内置GPRS/GSM通讯模块
GPS指标:
l 定位精度:1-3米(实时差分改正或单机SBAS)
l 接收机: 单频L1，C/A码(SPS)
l 通道: 22通道
l 数据更新率:1Hz(可扩展至10Hz)
l 重捕获时间:<1s
l 冷启动:<45s
协议:
l 完全支持SBAS(MSAS\WAAS\EGNOS)
l 修正量I/O协议:RTCM2.3(1、3、9)
物理:
l 尺寸:135×87×37 mm(L * W *D)
l 重量:0.35kg(带电池)
电气:
l 电池:3.7V，3300mAh，可拆卸
l 在线充电
工作环境:
l 湿度:5%~95% RH 非凝结状态
l 操作温度:-20摄氏度到+60摄氏度
l 存储温度:-30摄氏度到+70摄氏度
l 防水防尘等级优于IP65(完全防护从各个方向的冲水及扬尘，防撞击)
主要特点:
l 具有广泛扩展性及兼容性的微软标准操作系统Windows Mobile 6.1，开放的SDK，更好的支持专业软件开发定制
l 独特的可控夜光键盘技术，3.7英寸工业级高亮VGA显示屏，适宜在日光直射及夜晚环境操作，真正的全天候野外作业。
l 带LED补光灯的高清摄像头，可进行便捷的图像属性实时标注及影响信息采集。
S730技术参数及特点
系统: l 操作系统:Microsoft Windows CE 6.0
l 处理器:Marvell(原Intel) PXA-310 624MHz XScale CPU
l 内存储器:512MB RAM /1GB内置闪存、SD记忆卡扩展槽
媒体:
l 集成扬声器、麦克风，支持录音及回放
l 320x240分辨率，3.5英寸彩色液晶显示器，TFT触摸屏
l 全数字键盘、点触式样虚拟键盘录入
l 内置300万像素高清摄像头
数据通讯:
l 完整的RS232
l USB On-The-Go (USB 1.1)
l 802.11b/g无线LAN
l 标准蓝牙
l 内置GPRS/GSM通讯模块
GPS指标:
l 定位精度:1-3米(实时差分改正或单机SBAS)
l 接收机: 单频L1，C/A码(SPS)
l 通道: 22通道
l 数据更新率:1Hz(可扩展至10Hz)
l 重捕获时间:<1s
l 冷启动:<45s
协议:
l 完全支持SBAS(MSAS\WAAS\EGNOS)
l 数据I/O，NMEA-0183(GGA、ZDA、GLL、RMC、GSA、GSV、VTG)，TSIP
l 修正量I/O协议:RTCM2.3(1、3、9)
物理:
l 尺寸:240×87×37mm(L * W *D)
l 重量:0.46kg(带电池)
电气:
l 电池:7.4 V，2500mAh，可拆卸
l 在线充电
工作环境:
l 湿度:5%~95% RH 非凝结状态
l 操作温度:-20摄氏度到+60摄氏度
l 存储温度:-30摄氏度到+70摄氏度
l 防水防尘等级优于IP65，完全保护从各个方向的冲水及扬尘，防震动及撞击
主要特点:
l 采用先进且容易入门的Windows CE 6.0操作系统具有广泛的扩展支持及便捷的操作方式
l 全数字键盘录入，独特的一键控制键盘夜光技术，更便捷的野外输入操作
l 超低功耗及超长电池续航能力设计，满足野外全天候GIS信息采集工作
l 独有的镁合金骨架及GE-Plastic高强度工程塑料外壳，整机更加坚固且轻巧，完全适应野外恶劣环境的工业级三防设计。
l 科学严谨的内部设计，全部采用板对板连接器、FPC柔性线路板，四层带屏蔽，噪声更小，性能更稳定。
l 采用marvell(原英特尔)平台处理器，拥有稳定、强劲的芯，比肩国际高品质工业级手持GPS品质
数据采集到整个系统最重要的问题。如何实现数据采集，保证数据采集的实时性，并且能高效率地进行数据采集，尽可能少的时间占用少的系统资源，对于多参数同时监护的情况下，是确保系统处理的实时性的重要因素。
在软件设计中，我们利用硬件定时器及软件定时器，进行定时中断，进行多通道、多采样点的数据采集流程设计。由于人体生理信号的变化较缓慢，采用此种方法已经可以确保高精度、实时性的数据采集。
首先，我们要了解什么是便携式数据采集器。
根据数据采集器的使用用途不同，大体上可分为两类:在线式数据采集器和便携式数据采集器。
在线式数据采集器
在线式数据采集器又可分为台式和连线式，它们大部分直接由交流电源供电，一般是非独立使用的，在采集器与计算机之间由电缆联接传输数据，不能脱机使用。
这种扫描器向计算机传输数据的方式一般有两种:一种是键盘仿真;另一种是通过通讯口向计算机传输数据。对于前者无需单独供电，其动力由计算机内部引出;后者则需单独供电。
因此，在线式数据采集器必须安装在固定的位置，并且需把条码符号拿到扫描器前阅读。目 前，一些物流企业在出入库管理中已开始使用。由于在线式数据采集器在使用范围和用途上造成了一些限制，使其不能应用在需要脱机使用的场合，如库存盘点、大件物品的扫描等。为了弥补在线式数据采集器的不足之处，便携式数据采集器应运而生。
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