激光扫描仪的扫描方式

机载激光雷达的扫描方式分为三种。第一种是线扫描方式，这种方式一般通过摆动式和旋转式的扫描镜实现。地面上的扫描线呈现Z字型。也可以调整成平行等形式。第二种是圆锥扫描方式，这种方式通过倾斜扫描镜实现。扫描镜的旋转轴与发射的激光束有45度的夹角。在地面上的扫面线呈现一系列重叠的椭圆。第三种是光纤扫描方式，光纤沿一条直线排列，地面上的扫描线呈现Z字型或是平行线。平行线的光斑在扫描的方向点距较小，但是在前进方向的距离比较大。Z字型的扫描线是通过摆动扫描仪实现的。

图1 机载激光雷达地面扫描线样式

地面激光雷达通过内置的马达系统驱动多面扫描棱镜转动，改变激光的扫描方向，从而使脉冲激光束沿着横轴和纵轴的转动方向快速扫描。目前，地面激光雷达共有两种扫描方式，第一种是摆动扫描镜，这种方式是通过往返振荡平面反射镜，虽然扫描的速度相对比较慢，但是精度比较高。第二种方式是旋转扫描镜，这种方式是通过匀速旋转正多面体扫描镜，扫描速度较快，但精度不如摆动式高。

地面激光雷达的载体是固定的，仪器需要自身的运动来实现扫描平面和竖直两个方向，因此扫描角度可以达到100°*300°。机载激光雷达的载体一直往扫描方向移动，仪器仅需要考虑扫描的宽度，而且载体与被测物体很远，较小的角度即可满足需求，所以机载激光雷达的视场角仅有10°~75°。

以上内容出处：

作者：沈辰
链接：https://www.zhihu.com/question/22899200/answer/27245550
来源：知乎

总结：

结合本人使用地面三维激光扫描仪经验，所使用的扫描仪属于摆动扫描镜方式进行的扫描，地面三维扫描仪和机载雷达的主要差别在于机载雷达搭载在无人机上，能够实现方向移动，因此其扫描方式分为Z字、平行和椭圆，而地面扫描仪每一站都是固定在地面，扫描时先是垂直方向扫描，然后水平转动一定角度，继续进行垂直方向扫描，直到扫描结束，因此地面扫描仪的点云经过放大，可以看到沿X方向点云按线状分布，这和机载雷达的平行线扫描并不相同。

 

 

根据图中地面三维扫描仪测量原理可以看出，Z值只与θ角（即俯仰角）有关，X，Y值与θ和α角（水平角）均有关，只要其中一个值改变，X，Y值均会改变。

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