Лазерный сканер

При проведении геодезических исследований все чаще используется лазерное сканирование, которое является одним из самых современных и высокоэффективных методов обследования местности и объектов различной формы. Данная технология имеет высокую степень точности и детальности результатов, что позволяет проводить исследования в сложных условиях, когда другие методы не достаточны или не применимы.

Виды лазерных сканеров 3d

Различия между технологиями лазерного сканирования заключаются в методике проведения 3D-съёмки, используемых для этого приборах, методах обработки и регистрации больших массивов данных. Данные, получаемые в результате лазерного сканирования, являются облаком точек. Также различается и способ получения результата измерений. В первую очередь это относится к точности. По возможностям различных методов измерений и по производительности труда лазерные 3d сканеры подразделяются на следующие виды:

Сканеры можно разделить на две основные группы: наземные и мобильные. Первый устанавливается на штатив и в процессе работы не двигается (только вращается), а мобильный сканер производит съемку только в движении.

У наземного сканера для получения полной информации об объекте необходимо произвести несколько перестановок сканера. Сделать несколько сканпозиций.

Для получения результата мобильного сканирования система строит траекторию движения. Результатом сканирования является синхронизации траектории прибора и набора информации (сканирования). Мобильные сканеры строят траекторию с помощью внутренних и внешних сенсоров. Таких, как встроенная инерциальная система, GNSS приемник, встроенный алгоритм SLAM, одометр или другой датчик пройденного пути. Качество построения траектории является дополнительным источником ошибок в системах мобильного сканирования. По этой причине мобильные системы менее точные. Но при этом значительно превосходят последние по скорости проведения съемки.

Принцип работы лазерного сканера

Лазерный 3d сканер оснащен безотражательным высокоскоростным дальномером и специальным поворотным зеркалом. Скорость работы может достигать 2 миллионов измерений в секунду. Отклоненный зеркалом лазерный луч попадает в разные точки сканируемого объекта или пространства и совокупность измерений создают модель в виде облака точек.

Работу сканера можно разделить на несколько этапов:

• Проведение измерений лазерным лучом.
• Расчет координат каждой точки по линейно угловым измерениям.
• Сохранение данных в виде облака точек и дополнительной информации в виде атрибутов к каждой точке.

Все 3d сканеры можно разделить на два класса исходя из принципа работы дальномерной системы:

• Импульсные, когда расстояние рассчитывается по времени прохождения лазерного луча до объекта и обратно и по количеству импульсов, которые сканер успел сделать за это время. Точность импульсных сканеров обычно составляет от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Максимальные расстояния для таких дальномеров зависят от мощности сигнала и могут достигать 5-7 км.
• Фазовые, когда кроме времени прохождения сигнала сканер измеряет фазу волны пришедшего сигнала. Точность фазовых сканеров может достигать 0,1 мм. Максимальная дальность у фазовых сканеров намного меньше и не превышает 350 метров. Для такого вида сканеров часто используется термин «максимальная дальность разрешения неоднозначности».