2015年(nián)7月(yuè)，泰来(lái)興業信(xìn)息技術(shù)（北(běi)京(jīng)）有(yǒu)限公(gōng)司項目部(bù)與(yǔ)一(yī)汽大(dà)衆汽車有(yǒu)限公(gōng)司达(dá)成(chéng)合作(zuò)，針(zhēn)对(duì)一(yī)汽大(dà)衆长(cháng)春厂區(qū)進(jìn)行三(sān)維數字(zì)化(huà)工程。曆时(shí)半年(nián)，終(zhōng)于(yú)完成(chéng)。現(xiàn)就(jiù)該項目與(yǔ)大(dà)家(jiā)分(fēn)享如(rú)下(xià)，希望对(duì)大(dà)家(jiā)有(yǒu)借(jiè)鑒。

一(yī)、 項目概述

一(yī)汽大(dà)衆汽車有(yǒu)限公(gōng)司成(chéng)立于(yú)1991年(nián)，厂區(qū)占地面(miàn)積180万(wàn)平方(fāng)米(mǐ)，是(shì)中(zhōng)國(guó)第(dì)一(yī)个(gè)現(xiàn)代(dài)化(huà)轎車工業基地。厂區(qū)之(zhī)間(jiān)和(hé)厂區(qū)內(nèi)部(bù)縱橫交錯着大(dà)量用(yòng)于(yú)設計(jì)、生(shēng)産、总裝(zhuāng)、測試、實(shí)验(yàn)等厂房(fáng)、車間(jiān)、辦(bàn)工區(qū)等建築及(jí)管(guǎn)道(dào)桥架，随着新(xīn)建裝(zhuāng)置和(hé)厂區(qū)的(de)发展(zhǎn)，老(lǎo)旧(jiù)厂區(qū)的(de)改造，原有(yǒu)的(de)設計(jì)图(tú)紙(zhǐ)和(hé)資料已經(jīng)無法(fǎ)快(kuài)速、準确地提(tí)供指定(dìng)位(wèi)置和(hé)指定(dìng)管(guǎn)線(xiàn)的(de)相關(guān)資料信(xìn)息，同(tóng)时(shí)原有(yǒu)的(de)图(tú)紙(zhǐ)無法(fǎ)提(tí)供一(yī)个(gè)完整的(de)覆蓋整个(gè)厂區(qū)的(de)建築、桥架及(jí)管(guǎn)線(xiàn)的(de)表达(dá)。对(duì)于(yú)地面(miàn)厂區(qū)的(de)車間(jiān)、設施設備和(hé)車間(jiān)內(nèi)部(bù)的(de)具體(tǐ)信(xìn)息不(bù)能(néng)進(jìn)行處(chù)理(lǐ)和(hé)顯示。而(ér)且(qiě)經(jīng)过(guò)多(duō)次(cì)改造，地面(miàn)設施設備和(hé)進(jìn)站埋地管(guǎn)道(dào)(線(xiàn)路(lù))錯綜複雜，管(guǎn)道(dào)的(de)使用(yòng)狀況、走(zǒu)向等也(yě)不(bù)能(néng)及(jí)时(shí)準确地掌握，給(gěi)規劃(huà)、設計(jì)、施工、管(guǎn)理(lǐ)等部(bù)門(mén)查寻、維護、防腐檢測與(yǔ)更(gèng)新(xīn)改造带来(lái)諸多(duō)困難。

 三(sān)維GIS（地理(lǐ)信(xìn)息系(xì)統）技術(shù)和(hé)三(sān)維激光(guāng)掃描技術(shù)的(de)出(chū)現(xiàn)，为(wèi)建立一(yī)套(tào)覆蓋完整、數據(jù)更(gèng)新(xīn)及(jí)时(shí)的(de)三(sān)維桥架信(xìn)息系(xì)統提(tí)供了(le)可(kě)能(néng)。通(tòng)过(guò)新(xīn)的(de)技術(shù)，可(kě)以(yǐ)帮助我(wǒ)们(men)快(kuài)速建立一(yī)套(tào)完整的(de)基于(yú)一(yī)汽大(dà)衆現(xiàn)场(chǎng)運營現(xiàn)狀的(de)、直(zhí)觀的(de)、地理(lǐ)位(wèi)置準确的(de)、基于(yú)數據(jù)库服(fú)务可(kě)快(kuài)速响應(yìng)的(de)三(sān)維地理(lǐ)信(xìn)息系(xì)統，把(bǎ)連(lián)接厂區(qū)之(zhī)間(jiān)的(de)及(jí)連(lián)接厂區(qū)內(nèi)部(bù)的(de)桥架及(jí)桥架相關(guān)管(guǎn)線(xiàn)準确創建到(dào)一(yī)个(gè)三(sān)維GIS平台(tái)中(zhōng)，供三(sān)維浏覽、聯网(wǎng)查看(kàn)、檢索。可(kě)为(wèi)厂區(qū)規劃(huà)、人(rén)員培訓、事(shì)件(jiàn)應(yìng)急提(tí)供快(kuài)速、準确地服(fú)务。領用(yòng)該系(xì)統为(wèi)領导层(céng)決策提(tí)供完善的(de)數據(jù)依據(jù)，为(wèi)厂區(qū)的(de)規劃(huà)和(hé)更(gèng)新(xīn)提(tí)供直(zhí)觀的(de)數據(jù)基礎，为(wèi)安(ān)全評估、危急事(shì)件(jiàn)處(chù)理(lǐ)提(tí)供現(xiàn)场(chǎng)基礎資料，可(kě)基于(yú)平台(tái)完成(chéng)三(sān)維空(kōng)間(jiān)分(fēn)析、人(rén)員虛拟培訓等。

 真(zhēn)三(sān)維數字(zì)化(huà)工厂基礎的(de)工作(zuò)就(jiù)是(shì)建築實(shí)體(tǐ)模型，3D模型是(shì)數字(zì)化(huà)工作(zuò)的(de)起(qǐ)點(diǎn)，也(yě)是(shì)開(kāi)发數字(zì)化(huà)工厂功能(néng)的(de)基礎，此(cǐ)項目一(yī)期(qī)将对(duì)整个(gè)厂區(qū)和(hé)部(bù)分(fēn)車間(jiān)進(jìn)行真(zhēn)掃描掃描、建模、貼图(tú)。

二(èr)、項目主(zhǔ)要(yào)工作(zuò)

1、厂區(qū)部(bù)分(fēn)

（1）对(duì)厂區(qū)和(hé)部(bù)分(fēn)建築內(nèi)部(bù)進(jìn)行高(gāo)精度(dù)全景3D掃描，獲得準确尺(chǐ)寸和(hé)顔色(sè)；

（2）三(sān)維建模及(jí)貼图(tú)，要(yào)求建模精确到(dào)cm，與(yǔ)原結構尺(chǐ)寸偏差小于(yú)2cm，模型顔色(sè)貼近(jìn)實(shí)際顔色(sè)；
（3）掃描建模範圍見(jiàn)附图(tú)紅(hóng)線(xiàn)框內(nèi)，场(chǎng)內(nèi)施工和(hé)規劃(huà)中(zhōng)部(bù)分(fēn)按照設計(jì)效果(guǒ)進(jìn)行處(chù)理(lǐ)；
（4）全部(bù)有(yǒu)資産實(shí)物(wù)必須準确建模，無資産部(bù)分(fēn)按甲方(fāng)要(yào)求建模；
（5）模型渲染和(hé)特(tè)效效果(guǒ)制作(zuò)，要(yào)求效果(guǒ)接近(jìn)或(huò)優于(yú)現(xiàn)實(shí)效果(guǒ)；
（6）三(sān)維虛拟現(xiàn)實(shí)工能(néng)，結合固定(dìng)手(shǒu)觸屏設備特(tè)點(diǎn)進(jìn)行編程開(kāi)发，具有(yǒu)飛行、漫遊、測量、导覽簡單設置；其(qí)中(zhōng)建築模型預留信(xìn)息編輯按口(kǒu)，由甲方(fāng)負責編輯信(xìn)息；

2、車間(jiān)部(bù)分(fēn)

（7）对(duì)奧迪二(èr)总裝(zhuāng)車間(jiān)內(nèi)部(bù)土建和(hé)工藝設備全方(fāng)位(wèi)掃描，得到(dào)完整的(de)彩色(sè)點(diǎn)雲(yún)，無缺失、無破面(miàn)、不(bù)失真(zhēn)，並(bìng)对(duì)全部(bù)土建、部(bù)分(fēn)生(shēng)産線(xiàn)和(hé)設備進(jìn)行建模，包(bāo)括建築結構水(shuǐ)暖動(dòng)電(diàn)、工藝設備、輔具等；
（8）对(duì)土建和(hé)共用(yòng)部(bù)分(fēn)基于(yú)點(diǎn)雲(yún)和(hé)二(èr)維图(tú)建模；
（9）对(duì)局(jú)部(bù)設部(bù)和(hé)生(shēng)産線(xiàn)建模，生(shēng)産線(xiàn)做動(dòng)态仿真(zhēn)；

3、其(qí)他(tā)

（10）在(zài)工作(zuò)过(guò)程或(huò)出(chū)租設備时(shí)，对(duì)甲方(fāng)相關(guān)人(rén)員進(jìn)行必要(yào)的(de)技能(néng)培訓；
（11）建築模型中(zhōng)信(xìn)息，連(lián)接部(bù)分(fēn)要(yào)可(kě)編輯、部(bù)門(mén)信(xìn)息查看(kàn)查詢和(hé)网(wǎng)絡接口(kǒu)與(yǔ)具有(yǒu)權限設置功能(néng)，
（12）交付點(diǎn)雲(yún)和(hé)3D模型格式必須被(bèi)Microstaterm兼容，Web端和(hé)移動(dòng)端发布(bù)要(yào)一(yī)鍵進(jìn)入(rù)；

（13）交付點(diǎn)雲(yún)和(hé)3D模型可(kě)進(jìn)入(rù)三(sān)維GIS平台(tái)软(ruǎn)件(jiàn)應(yìng)用(yòng)；

三(sān)、項目實(shí)施

1、厂區(qū)：車载(zài)三(sān)維激光(guāng)掃描系(xì)統对(duì)整个(gè)厂區(qū)進(jìn)行三(sān)維掃描，对(duì)于(yú)厂區(qū)車载(zài)不(bù)能(néng)獲得原始(shǐ)數據(jù)的(de)用(yòng)地面(miàn)掃描儀進(jìn)行弥補，無人(rén)機(jī)輔助獲取厂區(qū)建築頂部(bù)數據(jù)，與(yǔ)車载(zài)數據(jù)融合；

2、車間(jiān)：利用(yòng)2套(tào)地面(miàn)三(sān)維激光(guāng)掃描儀分(fēn)别对(duì)樓上(shàng)、樓下(xià)進(jìn)行全面(miàn)三(sān)維數據(jù)描獲取；

3、內(nèi)業：利用(yòng)TRW、3Dmax進(jìn)行數據(jù)的(de)去(qù)噪、拼接、建模等工作(zuò)

掃描分(fēn)为(wèi)三(sān)部(bù)分(fēn)：人(rén)工掃描車間(jiān)，車载(zài)掃描厂區(qū)，無人(rén)機(jī)掃描厂區(qū)房(fáng)頂。

四(sì)、項目中(zhōng)使用(yòng)的(de)儀器設備和(hé)所(suǒ)獲取的(de)數據(jù)成(chéng)果(guǒ)

1、地面(miàn)測量型三(sān)維激光(guāng)掃描儀進(jìn)行厂區(qū)、車間(jiān)數據(jù)掃描

    根(gēn)據(jù)現(xiàn)场(chǎng)、設備形狀和(hé)环(huán)境以(yǐ)及(jí)三(sān)維激光(guāng)掃描儀的(de)有(yǒu)效測程合理(lǐ)的(de)布(bù)設掃描儀的(de)架站點(diǎn)，然後(hòu)在(zài)每个(gè)站點(diǎn)根(gēn)據(jù)後(hòu)續成(chéng)图(tú)需求設置合适的(de)分(fēn)辨率進(jìn)行掃描。在(zài)掃描过(guò)程中(zhōng)，可(kě)以(yǐ)通(tòng)过(guò)架設标(biāo)靶以(yǐ)提(tí)高(gāo)後(hòu)續點(diǎn)雲(yún)拼接的(de)精度(dù)。地面(miàn)掃描我(wǒ)们(men)采用(yòng)的(de)是(shì)FARO330和(hé)Trimble TX5。将全部(bù)站點(diǎn)的(de)掃描數據(jù)导入(rù)到(dào) Trimble Realworks软(ruǎn)件(jiàn)中(zhōng)，執行自(zì)動(dòng)拼接命令。 Trimble Realworks软(ruǎn)件(jiàn)自(zì)動(dòng)拼接命令完全不(bù)需要(yào)人(rén)为(wèi)干(gàn)預，可(kě)以(yǐ)簡單、快(kuài)捷的(de)得到(dào)高(gāo)精度(dù)的(de)整體(tǐ)點(diǎn)雲(yún)數據(jù)。

2、車载(zài)移動(dòng)三(sān)維激光(guāng)掃描儀設備獲取厂區(qū)整个(gè)室(shì)外三(sān)維點(diǎn)雲(yún)數據(jù)

    車载(zài)三(sān)維激光(guāng)掃描儀是(shì)将三(sān)維激光(guāng)掃描設備、卫星(xīng)定(dìng)位(wèi)模块(kuài)、慣性(xìng)測量裝(zhuāng)置、里程計(jì)、360°全景相機(jī)、总成(chéng)控制模块(kuài)和(hé)高(gāo)性(xìng)能(néng)闆卡(kǎ)計(jì)算機(jī)集成(chéng)並(bìng)封(fēng)裝(zhuāng)于(yú)汽車的(de)剛性(xìng)平台(tái)之(zhī)上(shàng)，在(zài)汽車移動(dòng)过(guò)程中(zhōng)，快(kuài)速獲取高(gāo)精度(dù)定(dìng)位(wèi)定(dìng)姿數據(jù)、高(gāo)密度(dù)三(sān)維點(diǎn)雲(yún)和(hé)高(gāo)清(qīng)連(lián)續全景影像數據(jù)，通(tòng)过(guò)統一(yī)的(de)地理(lǐ)參考和(hé)摄影測量解(jiě)析處(chù)理(lǐ)，實(shí)現(xiàn)無控制的(de)空(kōng)間(jiān)地理(lǐ)信(xìn)息采集與(yǔ)建库。我(wǒ)们(men)采用(yòng)的(de)車载(zài)是(shì)Topcon IP-S2移動(dòng)測量系(xì)統：

3、無人(rén)機(jī)空(kōng)中(zhōng)航測照片(piàn)獲取厂區(qū)空(kōng)中(zhōng)三(sān)維模型點(diǎn)雲(yún)數據(jù)

    無人(rén)機(jī)是(shì)利用(yòng)無線(xiàn)電(diàn)遙控設備和(hé)自(zì)備的(de)程序控制裝(zhuāng)置的(de)不(bù)载(zài)人(rén)飛機(jī)，可(kě)以(yǐ)實(shí)时(shí)、動(dòng)态、大(dà)量采集空(kōng)間(jiān)點(diǎn)雲(yún)信(xìn)息，可(kě)快(kuài)速獲取高(gāo)密度(dù)、高(gāo)精度(dù)的(de)點(diǎn)雲(yún)數據(jù)。無人(rén)機(jī)航測我(wǒ)们(men)采用(yòng)的(de)是(shì)Motoar Sky MS-970，機(jī)身(shēn)采用(yòng)碳纖複合材料及(jí)钛合金(jīn)連(lián)接件(jiàn)，翼臂可(kě)折疊，可(kě)搭配2D/3D雲(yún)台(tái)，高(gāo)負载(zài)挂接微單、專業單反(fǎn)、紅(hóng)外、激光(guāng)雷(léi)达(dá)等多(duō)種(zhǒng)傳感(gǎn)器，地面(miàn)站全程監控,一(yī)鍵起(qǐ)飛、悬停、返航遙控器、平闆、三(sān)防笔(bǐ)記(jì)本(běn)多(duō)種(zhǒng)控制方(fāng)式。

五(wǔ)、利用(yòng)高(gāo)精度(dù)測量設備獲取的(de)數據(jù)創建高(gāo)精度(dù)三(sān)維實(shí)景模型

    拼接、去(qù)噪處(chù)理(lǐ)後(hòu)的(de)點(diǎn)雲(yún)在(zài)Trimble Realworks 和(hé)3Dmax软(ruǎn)件(jiàn)中(zhōng)，根(gēn)據(jù)點(diǎn)雲(yún)進(jìn)行厂區(qū)和(hé)車間(jiān)的(de)模型建立和(hé)貼图(tú)，以(yǐ)达(dá)到(dào)其(qí)真(zhēn)實(shí)性(xìng)。以(yǐ)下(xià)是(shì)車間(jiān)和(hé)厂區(qū)的(de)部(bù)分(fēn)模型：

六(liù)、項目总結

   通(tòng)过(guò)此(cǐ)項目業主(zhǔ)方(fāng)利用(yòng)高(gāo)新(xīn)科技設備完成(chéng)对(duì)厂區(qū)的(de)完整真(zhēn)三(sān)維原始(shǐ)數據(jù)的(de)采集和(hé)保存，真(zhēn)三(sān)維的(de)點(diǎn)雲(yún)、模型为(wèi)數字(zì)化(huà)工厂提(tí)供了(le)直(zhí)觀、可(kě)靠的(de)依據(jù)，完成(chéng)了(le)对(duì)現(xiàn)有(yǒu)設備和(hé)厂區(qū)的(de)高(gāo)精度(dù)建模和(hé)三(sān)維數字(zì)可(kě)视化(huà)，繼而(ér)为(wèi)後(hòu)繼BIM及(jí)三(sān)維信(xìn)息管(guǎn)理(lǐ)提(tí)供了(le)原始(shǐ)數據(jù)模型。

項目難點(diǎn)：

1：國(guó)內(nèi)首例工厂大(dà)範圍三(sān)維數字(zì)化(huà)，在(zài)保證精度(dù)的(de)前(qián)提(tí)下(xià)融合多(duō)渠道(dào)數據(jù)的(de)統一(yī)；

2：厂區(qū)內(nèi)地形起(qǐ)伏較大(dà)，为(wèi)地表模型的(de)構建與(yǔ)厂房(fáng)模型的(de)对(duì)位(wèi)带来(lái)很大(dà)的(de)影响；

3：厂房(fáng)房(fáng)頂部(bù)的(de)三(sān)維數據(jù)難以(yǐ)獲取，單靠某一(yī)種(zhǒng)技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)，需要(yào)多(duō)手(shǒu)段(duàn)實(shí)現(xiàn)；

項目亮(liàng)點(diǎn)：

1：車载(zài)三(sān)維掃描、地面(miàn)三(sān)維掃描、無人(rén)機(jī)航測新(xīn)技術(shù)在(zài)工厂三(sān)維數字(zì)化(huà)中(zhōng)首次(cì)完美(měi)結合應(yìng)用(yòng)；

2：厂區(qū)、車間(jiān)三(sān)維原始(shǐ)數據(jù)的(de)保存，为(wèi)以(yǐ)後(hòu)規劃(huà)應(yìng)用(yòng)提(tí)供真(zhēn)實(shí)數據(jù)依據(jù)；

3：三(sān)維模型的(de)建立为(wèi)後(hòu)繼BIM及(jí)三(sān)維信(xìn)息管(guǎn)理(lǐ)平台(tái)搭建提(tí)供了(le)原始(shǐ)數據(jù)模型；

                                                泰来(lái)興業信(xìn)息技術(shù)（北(běi)京(jīng)）有(yǒu)限公(gōng)司

                                                                      三(sān)維掃描項目部(bù)

                                                      2016年(nián)3月(yuè)30日(rì)