Scanner Laser 3D

Funzionamento

I laser a scansione sono dispositivi ottico-meccanici capaci di emettere un impulso elettromagnetico (il laser) e di ricevere il segnale riflesso, misurando l'intervallo di tempo trascorso e quindi la distanza tra lo strumento ed il punto rilevato. Il raggio laser viene deflesso mediante un meccanismo di specchi rotanti ed oscillanti che con il variare dell'angolo azimutale e zenitale, illumina il terreno in punti contigui. Questo sistema opera misurando anche migliaia di punti al secondo formando delle "nuvole di punti". Per ogni misurazione (x,y,z), il sistema fornisce l'intensità del segnale di ritorno descrivendo la superficie dell'oggetto scansionato.

Deviazione standard

Lo strumento lavora al micron, perciò bisognerà evitare le vibrazioni causate dall'esterno. La precisione dello strumento varia al variare della distanza e dell'angolo di incidenza del raggio ed è data dalla combinazione di tutti gli errori insiti nel sistema. Tanto più accurata deve essere la scansione, tanti più punti ravvicinati saranno posti a scansione.

• Filtri: vengono applicati per risolvere situazioni di probabili anomalie; essi producono una media dei punti scansionati riducendo l'errore provocato da vibrazioni.

Classe dei laser

I laser vengono suddivisi in cinque classi di sicurezza:

• 1: intrensicamente sicuri
• 2: non intrensicamente sicuri ma non creano notevoli problemi
• 3A: non bisogna osservare lo strumento
• 3B: la visione diretta del fascio non è sicura
• 4: sono i più potenti e i più pericoli

Tipi di misurazione

• Tempo di volo: per scansioni di oggetti grandi e distanti da 2m a oltre 150m.
• Triangolazione ottica: per scansioni di altissima risoluzione di oggetti di dimensioni ridotte posizionati da 0,6m a 25m.

Fasi della scansione

• Messa in "bolla" dello strumento: per i laser a scansione terrestre si utilizza un trepiede che non deve essere messo in "bolla". Per i laser che si utilizzano in laboratorio si utilizza un piano ottico sensibile alle oscillazioni.
• Allineamento delle scansioni e registrazione dati: viene prodotta la nuvola di punti, la quale però è limitata dalla finestra di scansione dello strumento che lascia in ombra una parte dell'oggetto. Nel caso in cui l'oggetto non è stato scansionato completamente bisognerà effettuare altre scansioni le quali devono comprendere dei punti in comune con una sovrappozione del 30% (si posso utilizzare mire o target).
• Pulitura della nuvola di punti: si attua un filtraggio del rumore prodotto dalla deviazione standard dello strumento.
• Triangolazione e costruzione della mesh (telaio di punti)
• Chiusura della mesh e correzione delle facce anormali
• Decimazione: si riduce il modello pe renderlo utilizzabile in un database.
• Applicazione delle textures al modello 3D
• Esportazione per l'uso richiesto: rendering.

Campi di applicazione

• Archeologia
• Forense
• Ingegneria
• Topografia
• Modellazioni industriali
• Beni culturali

Bibliografia

Media:Modelli_Laser_Scanner_Archeologia_parte1.pdf‎ Media:Modelli_Laser_Scanner_Archeologia_parte2.pdf‎

Collegamenti esterni

• pagina da tradurre
• Laser Scanner 3D by Microgeo (Laser Scanner, Termografia, Fotogrammetria Digitale, Topografia)