油气管道是国家经济建设的“生命线”，与国家能源安全息息相关。近些年来，国内外油气管道事故多发，不仅给国家造成了巨大的经济损失，还引起了人员伤亡事故。

 

因此如何快速、准确测量与评价油气管道缺陷从而有效降低管道安全风险是管道运营企业面临的一大难题。

 

针对油气管道的特有属性，融入3D扫描技术和智能模型算法，突破传统测量方法所面临的局限性，能够让管道表面缺陷的识别和度量过程更加精准、高效。

 

在这个案例中，我们将向您展示思看科技3D扫描仪如何助力油气管道表面缺陷的快速识别和精准度量。

 

01 案例背景

 

案例中的客户是浙江省白马湖实验室有限公司（简称“白马湖实验室”），是经浙江省政府批准，由浙江省能源集团有限公司牵头，联合浙江大学、西湖大学共建的新型研发机构，是浙江省第三批省实验室。

 

 

本项目是思看科技联合白马湖实验室油气团队，利用各自技术和资源优势，实现产品开发与应用落地。

 

白马湖实验室油气团队在管道安全管控、状态评价和成果应用推广等方面具有丰富的实践经验和技术积累，结合思看科技先进的三维视觉测量解决方案，紧扣产业需求，开发出应对管道外表面缺陷（如腐蚀、凹陷、机械损伤等）的高效准确的测量和评价方案。

 

该项目的成功开发为油气管道的抢修争取了宝贵的时间，也为管道的寿命评估打下更好的基础。

 

02 客户需求与痛点

 

1. 客户对管道缺陷测量精准度要求较高，并考虑管道椭圆度，要求测量准确性≥98%，缺陷模型还原率≥98%。

2. 管道检测一般在野外或管沟进行，受制于环境严苛，单次测量时长至少需要半天，尤其是缺陷数量较多的情况下，测量所需时间更长，希望借助3D扫描设备提高检测效率。

3. 传统测量方式是通过常规尺量网格法测量管道缺陷处的几何尺寸，并由专业人员依据相关评价规范对缺陷处进行定量计算和级别评定。

 

 

传统测量方法存在以下缺点：

1. 缺陷处测量误差大、测量效率低、耗时长，难以保证评价结果的准确性。

2. 评价时间长、评价标准多，对评价人员专业要求高。

3. 数据管理能力落后且检测结果不直观，不便于后续建立管道检测历史模型库，并且进一步预测评估管道缺陷风险情况。

因此，客户亟需寻求一种更为快速、精确、智能化的管道外表面缺陷测量与评价手段。

 

03 三维测量的挑战

 

1. 管道尺寸较大，直径在100mm到1014mm范围内，对扫描面幅和扫描速率要求较高。

2. 管道多为钢质或PE材质，当激光投射在钢质高亮表面时会被反射到别处，导致扫描仪无法捕捉边缘细节，从而影响扫描精度。

3. 管道表面分布大量小尺寸缺陷，普通扫描仪很难扫描全面。

4. 作业现场多为野外、管沟等户外环境，往往不方便连接电源或携带电脑，需要可以满足无线测量场景的扫描方案。

5. 管道存在一定的椭圆度，管道模型和缺陷模型还原难度大，缺陷的测量准确性较难保证。

 

04 解决方案

 

为了更为高效精准地评价管道外表面缺陷，客户最终选择了思看科技KSCAN系列复合式3D扫描仪搭配AirGO Power无线测量模块。

 

KSCAN系列是一款红外+蓝色激光计量级复合式三维激光扫描仪，内置全局摄影测量系统，轻松应对大尺寸管道的三维数据采集，标配多种工作模式，适用于各种复杂缺陷处的精密测量，很大简化了管道三维检测全流程。

 

 

AirGO Power无线测量模块内置独立的运算和显示单元，自由搭配思看科技不同类型的手持式三维激光扫描仪，代替电脑对数据进行后处理与展示，满足客户对于户外、管沟等没有电源或不方便携带电脑场景下的无线测量需求。

 

 

本次项目通过结合三维扫描设备和三维测量软件，实现管道缺陷的一站式测量、评价与存储管理，实时在线生成缺陷报告，清晰显示缺陷位置和属性。

 

05 方案优势

 

精密计量，细节出众

管道表面分布大量小尺寸缺陷，缺陷处的细小特征需要超高的点云分辨率才能精准采集，KSCAN系列扫描精度0.02mm，最小分辨率可达0.01mm，配备专攻黑色和高亮物体的扫描模式，即便管道表面材质光亮，也能清晰还原每一处缺陷细节。

 

 

高效畅快，无损检测

扫描面幅可达1440 mm x 860 mm，最高扫描速率1,650,000 次测量/秒，能快速获取管道表面所有缺陷处（如腐蚀、点蚀、机械损伤、褶皱等）的三维数据，数据采集全程只需20min，相比传统测量方案，大大缩短了时间成本。

 

 

实时分析，可视化呈现

AirGO Power搭载KSCAN系列三维扫描仪，无需电脑就可以实时完成数据的采集、分析处理、存储和展示。

通过扫描管道缺陷部位，对采集到的缺陷处真实点云数据进行处理，精准获取管道表面缺陷处的特征数据以及管道周围环境参数。

 

 

AirGO Power自带7英寸触控彩屏，实时呈现缺陷处的三维模型，不需要借助其它工具就可以获得不同类型管道表面损伤数据并现场生成完整详细的可视化报告，协助工程师快速地分析缺陷成因。

 

 

简易便携，轻松部署

KSCAN+AirGO Power无线测量模块的高度便携性使用户可以在野外、管沟等环境进行现场三维扫描，AirGO Power内置独立运算单元，外置双电池循环工作，轻松摆脱电源线和电脑束缚。

 

 

扫描过程只需要较少标记点就可以测量管道缺陷情况，操作门槛很低，单人就可以完成扫描-分析-报告全过程。

 

全面数据采集，建立数字化档案

将管道缺陷处三维模型记录于管道检测历史模型库中，便于后续比对分析管道缺陷情况以及预测缺陷的发展演变趋势，从而更加精准地进行管道缺陷风险评价以及剩余寿命估算。

 

 

06 客户评价

 

该项目设备已在浙江省天然气省网中得到应用，具有扫描死角少、测量精度高、评价结果快速准确的特点。能够降低管道外表面缺陷测量评价成本，减少了企业在人力、物力成本以及时间上的投入。

 

项目以其独创性、先进性和实用性，填补了国内在该领域的空白，推动了油气行业的进步，具备广泛的推广应用价值。

 

能源工程是一个国家国民经济和国防建设的支柱型产业，除了在油气管道检测方面的应用，思看科技的3D扫描解决方案还应用在太阳能、风能、水利工程等能源领域各个环节，包括设计研发、生产制造、质量检测、过程控制等，为能源行业提供高效精密的三维测量解决方案。

随着5G、元宇宙、VR、AR、3D打印等前沿科技迎来爆发式增长，高清彩色三维建模作为连接现实世界和虚拟世界的重要环节，正受到越来越多用户的青睐。这篇文章将和大家探讨，如何根据不同需求选择最合适的彩色三维数据获取方案。

 

基于不同应用场景，我们将高清彩色三维数据获取需求大致分为三类，用户可以根据实际情况，选择相应的彩色三维获取方案。

 

01 高精度、真彩色三维模型获取

 

高精度、真彩色三维模型要求精准还原实物尺寸、纹路细节、纹理图案等，以便后续用于实物的三维数据存档、测量分析、损伤修复等。

 

 

高精度、真彩色三维模型主要应用于文物/藏品三维数字化、现场重要样品分析检测（比如工件损伤记录、法医物证数字化管理、刑侦现场勘察记录）、科研教学标本3D数据库创建（如中药药材标本库、古生物标本数据库等）。

 

 

高精度、真彩色三维模型对三维数据、贴图信息获取的要求极高，目前市面上最通用、最成熟的方案是：激光3D扫描仪+单反拍照+后期贴图映射（推荐软件：小熊猫智能贴图助手），该彩色三维数据获取方案优势显著：

 

完整细节还原度

 

相较于传统的照片建模（主流软件如Reality Capture、ContextCapture（Smart 3D）、Metashape（Photoscan）等）和正向建模（主流软件如3ds Max、Maya等），激光3D扫描技术可以1:1精准还原实物的尺寸和纹路细节。

 

比如思看科技KSCAN系列复合式三维激光扫描仪精度高达0.020 mm，最高分辨率为0.010 mm，能精准获取复杂物体表面细节及完整三维数据，可以广泛应用于三维数字化存档、三维数据测量分析、3D打印、文物保护与修复、文物预防性保护监测等领域。

 

超强场景适应性

 

在获取物体3D白模（单色模型）上，激光3D扫描仪有着不可比拟的优势。比如思看科技SIMSCAN、KSCAN系列激光三维扫描仪，无需接触、无需喷粉即可完成超高精度三维数据采集工作。

 

 

KSCAN标配交叉线蓝色激光高速扫描、蓝色平行激光精细扫描、红外激光大面幅扫描、单线激光深孔扫描等多种扫描模式，内置摄影测量系统，能轻松应对不同尺寸（小到硬币大小，大到十几米古建筑局部重建）、材质（深色、反光、黑色等）、纹理（纯色或重复纹理等）的实物扫描需求。

 

 

超高纹理清晰度

 

市面上现有的彩色3D扫描仪大都存在一定的局限性：

 

① 彩色表现力弱；多数手持式彩色3D扫描仪配备工业相机，工业相机的影像传感器、镜头等器件导致了其彩色表现力都远不及单反相机。

 

② 像素较低；手持式彩色三维扫描仪的彩色相机像素大多数是130-300万，固定拍照式三维扫描仪的彩色相机最高像素一般是1200/2400万，都远远不及高像素单反相机（4000万起）。

 

③ 基准距不可调节；彩色三维扫描仪通常配备定焦相机，大多数无法根据物体尺寸调整扫描仪的最佳对焦距离，大大降低了不同尺寸物品的适应性。

 

如何兼顾纹理采集的清晰度和不同尺寸物品的场景适应性？思看科技提供了更加高清的纹理信息获取方案：单反相机（像素建议4000万起）配备校色卡，在匀光柔光环境下进行多角度拍摄（具体参见小熊猫智能贴图拍摄指南）。

 

此外，对于物体尺寸小于30cm且纹理清晰度要求较高的情况下，则需要配备微距镜头，以满足细微纹理的获取需求。

 

 

智能贴图，高效易用

 

激光3D扫描仪获取物体高精度三维模型，再结合单反拍摄高清晰度彩色照片，最后将两组数据同步导入3D贴图软件，通过智能贴图映射即可生成高精度、真彩色三维模型。

 

以思看科技小熊猫智能贴图助手为例，制作一个常规物品的彩色三维模型，最快只需30分钟即可完成贴图映射。三维扫描模型贴图映射过程大多数都是智能化处理，高效便捷，操作门槛很低，大大降低了模型制作成本。

小熊猫智能贴图助手视频链接：

 

 

02 电商三维展示

 

近年来，随着电商平台对三维展示的需求越来越旺盛，电商平台纷纷探索更高效、低成本的彩色三维模型制作方案。市面上主导的商品级三维模型多以正向建模为主，通过流水线分工制作、建立大量素材库，以降低建模成本，比如户外出行工具、家具、电器、厨卫、平价的工艺品、珠宝等的三维建模。

 

 

不同于高精度、真彩色的三维建模需求，商品级三维展示对模型的细节还原度、精度以及三维数据的完整性要求较低，不再追求精准还原物品每一处纹理细节，其纹理细节也不需要1:1保真还原，而是要求物品呈现尽可能地美观、好看。因此，商品级三维模型制作采用正向建模不失为一种更为高效且成本低廉的方案。

 

 

当然，在建模量大或者物品较为复杂的情况下（如曲面偏多、结构偏复杂），采用激光3D扫描仪可以快速完成物品表面三维数据的获取，3D建模师可以在这个数据基础上进行更高效、更精准的模型三维重建工作（用三维扫描模型代替二维照片进行参考建模）。

 

03 工业虚拟仿真

 

工业虚拟仿真系统应用于指导生产（如构建防碰撞监测系统）、装配、生产教学时，要对现场环境进行1:1重建，这时采用激光3D扫描仪，可以最大程度保证实验对象的全局框架精度和关键部位的精准模型获取。

 

以汽车维护与修理立体VR教学为例，当对汽车进行内外零件拆解后，面对众多复杂曲面、部件结构，借助激光3D扫描仪可以快速获取汽车整体框架和关键零部件的三维数据，建模团队基于这些三维数据进行模型重建，从而保证每个零部件的尺寸精度和位置得到精准还原，大大缩减了合并数据后期需要调整的工作量，至少提高了一倍的正向建模效率。

 

 

以上三种不同使用场景下的彩色三维数据获取方案，用户可以根据实际需求进行选择。如果预算充足，可以在拥有一台便携式激光3D扫描仪的基础上，自由加配手持式彩色三维扫描仪（如iReal系列）、跟踪式激光3D扫描仪（如TrackScan系列）、桌面级3D扫描仪等。

 

 

思看科技聚焦工业级和专业级三维数字化产品与解决方案，产品围绕三大核心版块：手持式激光三维扫描仪、专业级彩色三维扫描仪（如iReal系列）和自动化三维检测系统。

 

产品应用场景广泛，可提供从质量控制到产品开发再到虚拟三维展示等多个领域的三维数字化解决方案，快速打造精确的三维模型，使3D模型获取效率更高效、更便捷。

 

未来，我们还会持续技术创新，面向更多行业应用需求，继续打造更低成本、更加精准、更加智能化的三维数据获取方案。