從現實到虛擬智能製造的關鍵技術，三維掃描技術應用領域超出你想像
智能製造系統（Intelligent Manufacturing System---IMS）是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化系統，它突出了在製造諸環節中，以一種高度柔性與集成的方式，藉助計算機模擬的人類專家的智能活動，進行分析、判斷、推理、構思和決策，取代或延伸製造環境中人的部分腦力勞動，同時，收集、存儲、完善、共享、繼承和發展人類專家的製造智能。由於這種製造模式，突出了知識在製造活動中的價值地位，而知識經濟又是繼工業經濟後的主體經濟形式，所以智能製造就成為影響未來經濟發展過程的製造業的重要生產模式。智能製造系統是智能技術集成應用的環境，也是智能製造模式展現的載體。
虛擬現實技術是實現虛擬製造的支持技術，也是實現高水平人機一體化的關鍵技術之一。虛擬現實技術(Virtual Reality)是以計算機為基礎，融合信號處理、動畫技術、智能推理、預測、模擬和多媒體技術為一體；藉助各種音像和感測裝置，虛擬展示現實生活中的各種過程、物件等，因而也能擬實製造過程和未來的產品，從感官和視覺上使人獲得完全如同真實的感受。但其特點是可以按照人們的意願任意變化，這種人機結合的新一代智能界面，是智能製造系統的一個顯著特徵。
虛擬現實有很多種定義，一種比較有概括性的定義是：虛擬現實是一種非常強大的高端人機介面，包括通過視覺、聽覺、嗅覺和味覺等多種感覺通道的實時模擬和實時交互。虛擬現實有三個關鍵特徵，包括：實時的交互性（Interaction ）實時指計算機能探測到用戶的輸入並同時修改虛擬世界；交互性有助於產生沉浸感（Immersion），即讓用戶感覺到置身於屏幕所顯示的情節中；要實現虛擬現實的交互性和沉浸感，以及要在實際應用中更好地解決問題，在很大程度上取決於研究者和設計者的想像力（Imagination）。因此，交互性、沉浸感和想像力夠成了虛擬現實的基本特徵，也就是「3I」特性。虛擬現實技術在發展的過程中，還有一些障礙，其中一大障礙來源於繁瑣的三維建模。
而三維掃描技術又被稱為實景複製技術，是測繪領域繼GPS技術之後的一次技術革命。它突破了傳統的單點測量方法，具有高效率、高精度的獨特優勢三維掃描技術能夠提供掃描物體表面的三維點雲數據，因此可以用於獲取高精度高解析度的數字地形模型。由於其具有快速性，不接觸性，穿透性，實時、動態、主動性，高密度、高精度，數字化、自動化等特性，像目前國內頂尖三維掃描技術應用開發企業武漢中觀的ZGScan手持式三維掃描儀具有對點雲數據的採集及處理具有十分強大的功能，採用人眼安全的Ⅱ類激光，掃描速度可達48萬次測量/秒,最高精度可達0.02.mm, 體積精度可達0.02+0.025mm/m，直接輸出點雲的XYZ坐標，採集的數據格式多樣且可定製，可與多種主要的三維編輯軟體和開發軟體進行集成和二次開發等特點，隨著三維掃描技術的應用推廣很有可能會像一樣引起測量技術的又一次革命。
三維掃描技術將拓展虛擬現實技術的應用內涵從應用角度考慮，由於採用了三維掃描測繪技術與虛擬現實技術的完美結合，進而使正向工程更加精確及數據可操作化，同時也在逆向工程及快速還原應用中增加了革命性的跨越。三維掃描測繪技術是通過激光脈衝發射到真實視景中，經過激光發射及逐點測繪，將對象坐標系統及物體的結構形態直接生成到電腦中，然後經過點雲處理及三維實體建模，最終重建出真實視景世界，它的技術特點是：所有採集的真實世界都是由精確數據做保證的，同時又可以結合圖形圖象技術再現實景。
應用三維掃描技術的虛擬現實技術與傳統虛擬現實技術的不同傳統虛擬現實技術中的視景生成辦法比較簡單，通過三維掃描設備獲取現實場景的現實數據再將三維實景模型植入虛擬現實平台中，就解決了視景定性分析及模擬過程，但足以在可視化環境中實現虛擬現實應用的功能模擬，至於模擬結果的可逆行工作則受到局限，因為缺少對真實現實的精確測繪及全面的實測數據，因此很難解決視景模擬的精確定量分析、逆向還原及用於定量分析真實目標結構特性，說的更確切點，三維掃描技術真正解決了面向目標的三維可視化重建及逆向工程的雙性職能，這必將為虛擬現實技術的更廣泛應用開闢全新的應用領域，同時，也是對傳統虛擬現實技術瓶頸的突破及擴展。
毫無疑問，三維掃描技術智能化是製造自動化的發展關鍵技術之一，三維掃描技術作為新的高科技產品應用範圍也超乎想像中的廣泛，三維掃描已經成功的在文物保護、城市建築測量、地形測繪、採礦業、變形監測、工廠、大型結構、管道設計、飛機船舶製造、公路鐵路建設、隧道工程、橋樑改建等領域裡應用。隨著三維掃描技術不斷發展並日漸成熟，三維掃描設備也逐漸商業化，三維激光掃描儀的巨大優勢就在於可以快速掃描被測物體，不需反射稜鏡即可直接獲得高精度的掃描點雲數據。像武漢中觀重點推出的三維掃描設備包括光學追蹤三維掃描儀HyperScan、機器人自動化掃描儀ZGScan-R、智能手持式激光三維掃描儀ZGScan、智能全彩三維掃描儀等三維數據採集設備，高清紋理自動貼圖軟體、低空及地面攝影測量軟體等三維數據處理系統，VR及三維移動端雲展示系統等，不僅可以高效地對真實世界進行三維建模和虛擬重現，應用範圍更是已經延伸到了工業製造、文物數字化保護、土木工程、工業測量、自然災害調查、數字城市地形可視化、城鄉規劃等領域有廣泛的應用。
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