工信部《“十四五”智能制造發展規劃》中提出，到2025年，規模以上制造業企業基本普及數字化，初步實現智能轉型。作為智能制造的關鍵技術，數字孿生以數字化的形式對現實實體和系統進行實時的虛擬仿真，為智慧工廠實現更加精準、高效的生產、降本增效起到了賦能作用。
本文介紹了使用徠卡RTC360解決方案，對某汽車工廠進行整體掃描，獲得點云數據，并構建模型，進而實現仿真系統的創建。
1、工廠掃描
在進行工廠掃描時，首先要進行場景分析，了解架站位置與掃描順序，才能更高效、更完整地進行場景掃描作業。此次掃描主線區域（長100m、寬17m），包含52臺機器人。在如此復雜的環境中，使用徠卡RTC360作業，5小時采集113站數據，完整覆蓋了主線區域的每個角落，實現點云掃描獲取的第一步。
圖1 徠卡RTC360掃描工廠車間
2、點云處理
掃描結束，將點云導入徠卡Cyclone Register 360軟件中，進行自動拼接。113站數據的拼接工作僅用30分鐘。由于采用了高精度、高密度的作業模式，113站點云包含了42億點的海量數據，如此龐大數據量不經過處理，很難進入第三方仿真軟件中，然而徠卡Cyclone軟件可以輕松地對海量點云進行分類、去噪、裁切等操作。
通過去噪、統一、分割等多種操作，最終將主線100m長的區域，按照工作臺劃分為五個分塊，并將點間距控制在2mm，優于客戶所要求的5mm點間距。
圖2 點云數據
3、提取基準面
原始的點云數據在仿真軟件中無法實現精準捕捉，對特定位置的獲取有一定難度。為了解決這種困難，需要在徠卡Cyclone中完成特定基準面的擬合。將擬合好的數據再導入仿真軟件中，可以很方便的實現精準定位。
１）機器人底座圓柱的提取
將機器人底座的圓柱在徠卡Cyclone中進行分離，分離出來之后可以完成更好的擬合。
圖3 徠卡Cyclone可一鍵精準擬合底座圓柱
２）base面的提取
同圓柱的提取類似，首先將需要擬合base面的部分復制出來，刪掉不需要的雜點，然后框選base面點，選擇擬合平面即可。
圖4 模型和基準面
總結
此次使用徠卡RTC360解決方案，在短時間內完成數據采集任務，完成工廠數字化仿真的第一步操作。獲取的點云數據在仿真平臺中與模型實現完美統一，點云精度優于2mm，為用戶的工廠車間模擬、仿真操作奠定了基礎。
在整個項目實施中，徠卡RTC360表現了智能、高效、高精度的優秀品質。可總結為以下幾點：
徠卡RTC360操作簡單，即使從未使用過三維激光掃描儀的人，也能夠在短時間內學習并掌握設備操作技巧，快速投入到生產實踐中。
徠卡RTC360作業效率高，單站僅需2分鐘，一天可以掃描200站以上的數據，大大減少了車間停運時間，減少成本損失。
徠卡Cyclone高效的點云自動拼接技術，當天掃描即可出成果，及時了解掃描進程，防止漏掃、及時補掃，最高效率的完成整個車間的完整點云獲取。
高精度的點云數據是徠卡RTC360的獨特優勢，整體精度能夠控制在2mm以內，以最佳的點云精度助力工廠數字化仿真系統的構建，進而為數字孿生的實踐應用賦能。
