• 三维激光扫描技术的日趋成熟和扫描设备的广泛普及,使其成为三维建模的重要数据获取途径,也是计算机图形学、数据处理领域的研究热点问题。针对不同领域的应用,国内外研究人员提出了许多有效的解决方法,主要体现在点云曲面、基于点的建模,点云数据处理、特征提取、网格重建误差分析等几个方面。
• 在农业领域中，动物是虚拟现实领域的重要建模对象之一,特别是在计算机图形学领域和虚拟农业领域的应用中,对植物对象的真实感建模提出了更高的要求。动物的三维建模是虚拟动物的基础,如何快速、准确、有效地获取动物的三维空间信息,成为动物三维建模首要解决的问题。
• 现状与困难
• 现有的动物对象建模方法大多基于手工测量数据和数字设计的手段，传统的数据采集技术速度慢、精度低,在精确性和真实感上已经难以满足现代数字动物的建模要求。而三维激光扫描测量技术克服了传统测量技术的局限性,采用非接触主动测量方式直接获取高精度三维数据,能够对任意物体进行扫描,且没有昼夜的限制,快速将现实中的目标静态结构信息转换成可以处理的数据。它具有扫描速度快、实时性强、精度高、主动性强、全数字特征等特点,可以极大地节约时间,而且使用方便,其输出格式多可直接在Polyworks、 Geomagic等软件中进行后期分析,因此,将三维激光扫描技术引入动物建模应用中,为动物的形态结构三维重建提供了一个全新有效的方法。
• 技术优势

(一)技术特点

随着三维激光扫描技术的出现,结合分析软件,可以通过三维点云数据快速保存被调动物的各方面信息,在这个信息基础上,可以方便提取动物的外形数据,方便进行动物数据分析和保存,通过软件自动化提取参数的模块,可以大批量、高效率的获取所需要的数值,相比传统数据采集手段来说,可以做到既快又准。

(二)设备概况

Go!SCAN 3D是快速、用户友好型手持式 3D 扫描仪。设计用于扫描任何物体，无需安装，可高质量地采集纹理和几何形状，色彩丰富，细节精致。可以用于采集农作物的颜色，而且无需贴点就可以完成扫描，精度达到0.05mm。

（三）解决方案

三维激光扫描在农作物业研究中的应用广泛,根据不同的需求可以生成相应的成果。主要工作流程包括以下几个步骤

1.在实施具体扫描计划之前,需要制定严密的扫描方案,根据数据采集的精度要求和被扫描物体现坜环境,确定扫描路线、扫描站数、仪器架站位置、扫描密度选择。

2.数据获取,包括三维点云数据采集和纹理信息的获取。

3.点云数据预处理,主要包括点云的去噪,点云着色,导出真彩色点云数据,后期成果应用于展示,包括动物外形尺寸及体积等关键因子采集,点云数据存档。

（四）应用案例

扫描猪胴体实物照片

现场扫描

扫描数据