Что такое лазерный сканер?

Что такое лазерный сканер?

Лазерный сканер — это измерительное устройство, которое получает позиционную информацию об объекте в трех измерениях. Лазерный луч, испускаемый сканером, направляется на объект, а отраженный свет используется для измерения позиционной информации, такой как расстояние и угол.

Возможно бесконтактное, непризматическое измерение, поэтому измерения можно проводить безопасно. Он также может получать большой объем трехмерной информации в виде данных облака точек.

Существует четыре основных типа лазерных сканеров:

• Наземные 3D-лазеры
• Лазеры для БПЛА
• Воздушные лазеры
• MMS (мобильная картографическая система)

Применение лазерных сканеров

Основными областями применения являются геодезия при проектировании объектов, техническое обслуживание предприятий, строительные площадки и т. д. Они также полезны для документирования существующих условий и создания моделей САПР.

Другие области применения включают измерение топографии, обследование смещений в туннелях и существующих сооружениях для гражданского строительства, обслуживания и ремонта, а также точную регистрацию мест аварий и преступлений в ходе уголовных расследований.

Кроме того, они также используются для измерения профилей поверхности, спроецированных в 3D-проекционном картографировании, и могут использоваться в различных других ситуациях.

Принцип работы лазерных сканеров

Лазерные сканеры измеряют позиционную информацию, направляя лазерный луч на объект и обнаруживая отраженный свет. Информацию о местоположении можно измерить, не касаясь объекта напрямую.

Существует два основных метода измерения.

1. Метод времени пролета

Лазерный луч направляется на объект, и измеряется время, необходимое для возвращения отраженного лазерного луча, и угол лазерного облучения. Расстояние рассчитывается по времени измерения, а координатное положение рассчитывается с использованием угла измерения и координат XYZ.

Это позволяет получать данные о трехмерных координатах, а также большой объем информации для каждой точки, такой как цветовые координаты RGB, интенсивность отражения, скорость отражения и даже информацию об угле.

Метод времени пролета требует более длительного времени измерения для получения большего количества информации, но он может обеспечить высокоточные измерения.

2. Метод сдвига фаз

Несколько модулированных лазерных лучей излучаются на объект, и расстояние до объекта определяется путем измерения разности фаз между отраженным от объекта светом и испускаемым светом.

По сравнению с методом времени пролета, метод сдвига фаз более подвержен шуму при измерении и имеет более короткое расстояние измерения. Однако время измерения намного короче.

Резюме

Метод времени пролета подходит для высокоточных измерений, а метод сдвига фаз подходит для времени измерения.

Данные, полученные лазерными сканерами, считываются специальным программным обеспечением.

Координатные данные отображаются в виде точек на экране, и на основе этой информации измеренные локальные условия воспроизводятся на ПК. Данные в диапазоне обнаружения собираются в полном объеме, поэтому ситуацию можно воспроизвести.

Другая информация о лазерных сканерах

Автомобили и лазерные сканеры

Современные автомобили оснащены ADAS (системами помощи водителю), которые поддерживают безопасное вождение.

За последние несколько лет достижения в области технологий автоматизированного вождения привели к добавлению нового датчика на основе лазерных сканеров, называемых LIDAR (light detection and range).

LIDAR — это датчик, который может обнаруживать объекты на близком расстоянии с более высокой точностью, чем обычный радар. LIDAR используется в автоматизированном вождении, поскольку необходимо измерять расстояние до объекта с более высокой точностью.

Однако лазерные сканеры не могут заменить миллиметровый радар и другие датчики. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, и они используются в качестве дополняющих друг друга.

Лазерные сканеры отлично подходят для обнаружения объектов на коротких расстояниях с высокой точностью, но на их эффективность обнаружения легко влияют плохие погодные условия, такие как дождь и туман.

Миллиметровый радар менее восприимчив к погодным условиям и имеет лучшую эффективность обнаружения объектов на больших расстояниях, чем лазерные сканеры. Однако эффективность обнаружения миллиметрового радара уступает лазерным сканерам для объектов на близком расстоянии и для объектов с плохой отражательной способностью радиоволн.