Наземное лазерное сканирование

1. Области применения и достоинства метода лазерного сканирования.

1 Нефтегазовая и горная промышленность

2 Электроэнергетика

3 Картографирование городских ландшафтов

4 Дорожное хозяйство

5 Лесное хозяйство

6 Исследования прибрежной и шельфовой зоны

Достоинства данных  лазерного сканирования

• Высокая степень автоматизации  процесса  сбора  информации  об  объекте;

• Возможность определения пространственных координат точек объекта в полевых  условиях;
• Трехмерная  визуализация  в  режиме  реального  времени;
• Неразрушающий метод получения информации;
• Отсутствие  необходимости  обеспечения  сканирования  точек  объекта  с  двух  центров  проектирования;
• Высокая точность измерений;  
• Безопасность исполнителя при съемке в труднодоступных и опасных районах;
• Высокая  степень производительности и детализации;
• Работы можно выполнять при любых условиях освещения;
• Многоцелевое использование результатов лазерного сканирования.

1. Сущность лазерного сканирования.

Измерение  с  высокой  скоростью  расстояний  от  сканера  до  точек  объекта  и  регистрация соответствующих  направлений (вертикальных  и  горизонтальных  углов). Главная характеристика данных лазерного сканирования – чрезвычайно большой объем данных (зачастую избыточных).

1. Устройство наземных лазерных сканеров. [pic 1]

1 – дальномерный блок;

2 – блок развертки лазера (сервопривод и призма);

3 – приемно-передающий тракт дальномера;

4 – канал передачи данных на управляющий компьютер;

5 – управляющий компьютер;

mi    - точка отражения лазерного излучения;

X´, Y´, Z´ – оси координат НЛС;

ϑi – измеренный горизонтальный угол на точку отражения mi ;

θi – измеренный вертикальный угол на точку отражения mi ;

r i – расстояние, измеренное до точки отражения mi .

1. Методы измерения расстояний в лазерных сканерах.

• импульсный;
• фазовый;
• триангуляционный.

1. Режимы работы развертки.

• Пошаговый режим;
• Непрерывный режим.

1. Технические характеристики лазерных сканеров.

• Дальность действия (максимальное расстояние, на котором НЛС способен получить однозначный результат);
• Точность измерения расстояний (характеризуется погрешностью единичного или усредненного измерения, большое влияние на точность оказывает расходимость лазерного пучка);
• Скорость сканирования (количество точек, регистрируемых НЛС за единицу времени);
• Шаг сканирования (расстояние между измеряемыми точками в угловой или линейной мерах);
• Угол поля зрения (максимальная область, которую можно охватить с одной сканерной станции);
• Диапазоны допустимых внешних условий (допустимые условия функционирования НЛС, характеризуется индексом IP);
• Класс безопасности лазера;
• Возможность геодезического ориентирования (вид ориентирования, наличие компенсатора;
• Потребляемое напряжение.

1. Степень защищенности оборудования.
   [pic 2]
2. Классы безопасности лазера.

класс 1 – лазерное излучение невидимо и безопасно при любых условиях работы. Не требуют применения защитных приспособлений;

Класс 1М – может быть видимым и невидимым. Безопасно при наблюдении незащищенным глазом, но опасно наблюдение с применением оптических приборов, способных фокусировать излучение;

класс 2 – лазерное излучение ограничено видимым спектром (длины волн 400 – 700 нм) и мощностью до 1 мВт. Безопасно при кратковременном наблюдении (до 0,25 с, что соответствует естественной защитной реакции глаза);

класс 2М – имеет ограничения по наблюдению с применением оптических приборов. Мощность может быть выше 1 мВт;