三维扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构进行扫描，以获得物体表面的空间坐标。
目前三维扫描技术在文物、建筑、电商行业等都得到了成功的应用，非接触式三维扫描作为三维扫描技术其中一个很重要的分支，具有检测速度快、无需接触实物等特点，能够直接将大型复杂的、不规则的物体三维点云数据采集到电脑中，快速重构出所需的三维模型，取得良好效果。
但是釆用非接触式三维扫描仪进行扫描研究的过程中，会因仪器误差、物体自身因素误差和测量误差等造成测量结果不准确，从而使制造出的零件不准确，不能用于装配，所以找到误差的具体方向并降低误差值，使三维扫描技术向高精度、简单易操作的方向发展，是未来重点需要关注的地方。
三维激光扫描仪的测量原理普通非接触式三维扫描仪，需要用到的主要硬件包括：工业相机；光源；标定板；三脚架；云台。
三维激光扫描测量的原理是光学三角形法：利用具有规则几何形状的激光源投影到被测表面上，形成的漫反射图像在安置于空间某一位置的图像传感器成像，按照三角形原理，即可测出被测点的空间坐标。
扫描系统的工作过程主要是：投影仪对被测物体投射光源，工业相机经过内、外参数设置后将连续拍摄的图片传输给电脑，电脑接收到点云数据后进行格式转换并保存。
▲ 三维扫描流程如图所示
影响激光扫描测量精度的因素影响激光扫描测量精度的因素很多，分硬件、软件以及系统误差三方面。
硬件方面，包括平台、摄像机、激光器等。这种误差主要是由于设备本身制造精度，零部件的老化破损等机械结构引起的误差，因此最好的解决办法是更换提升硬件产品的产品性能。
软件方面，影响激光扫描测量精度法人因素包含：被测物面表面特征不平整、激光扫描线中心提取、点云数据处理及模型重构误差等因素。
1) 被测物体表面特征对测量精度的影响
被测物体表面的粗糙度、颜色、材质、倾斜角度影响激光扫描线的成像，是测量精度的重要因素。研究表明颜色浅的物体测量数据偏大，颜色深的物体测量数据会偏小，颜色越深对测量结果的影响越大。
▲ 点击查看三维模型
2)激光扫描线中心提取对测量精度的影响
线激光发生器发出的激光有一定发散角，随着物面的景深、倾斜角度不同，激光扫描线图像的带宽是变化的，明暗度也在变化；此外，激光发生器发出的经过透镜，其能量分布不均匀，也会产生测量误差。
3)点云数据处理及模型重构误差
扫描得到点云数据后，点云数据处理及模型重构过程也会给最终的模型带来误差。误差的来源包括第一点云数据对齐带来的误差。由于扫描多个视图的数据后需要进行对齐，当没有足够的对齐信息时，软件在对齐数据时可能产生偏差。这就要求扫描时要得到足够的重合数据，一般能保证数据的重合部分有三个定标点即可。
其次点数据精简也会带来误差。有时候为了后续处理方便，会对庞大的数据进行精简，这时，精简掉的数据将会损失部分精度，所以在实际的操作过程中精简数据量要适中，一般控制在不超过原始数据量的50%。
系统误差方面，一般包括三种：扫描设备制造误差、人为以及环境因素。
扫描过程不可避免的会带来误差，由于不同扫描设备本身的设置制造精度、老化程度不一样，在应用过程中会导致扫描的数据存在一定的误差。
人为误差是指操作者由于经验，误操作等因素引起的误差，如设备校准等操作不合适等。
此外，扫描精度还受到环境的影响，这也是引起误差的一个主要来源。在实际测量环境中的温度、光线等都会影响到测量的精度。针对这种情况，可以采取以下措施来尽量减少误差。
1)测量金属件等反光强的模型可以喷显影剂，减少模型的反光。
2)测量时避免环境光线的变化，如采用白光测量，则建议在较暗的环境中，还有尽量避免测量区域内人员走动等。
3）人为误差，比如手持式激光三维扫描仪，釆用手持式扫描方法，扫描时手部的抖动，技术人员移动不合理也会导致测量误差的加大。扫描时尽量避免手部上下抖动，移动速度较缓慢且要均匀。
一般来说扫描过程有诸多引起误差的因素，要遵守操纵规范，调整合适的扫描参数，把误差降到最低程度。
非接触式三维扫描仪能够快速地获取物体的三维点云数据，利用建模软件的数据合并、特征提取和曲面拟合等功能进行数据处理，重建物体的三维模型，具有精度高、速度快的优点。
随着测量技术的不断发展，非接触式三维扫描仪在工程、文博、电商等领域的应用日趋广泛。通过对非接触式三维扫描系统扫描精度的研究，希望能在实践中更好地满足高精度、高效率以及适合各种曲面的数字化应用需求，帮助更多的用户实现数字化改革。
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