三維激光掃描系統基礎測量的方法
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包頭市鑫航測繪科技有限公司 | 發(fā)布時(shí)間:2023年11月21日
三維激光掃描系統主要由三維激光掃描儀、會(huì )計機、電源供應系統、支架和系統支持軟件組成。包頭測繪服務(wù)公司使用三維激光掃描儀作為三維激光掃描系統的主要組成部分,由激光射擊器、接收器、時(shí)刻計數器、電機控制可旋轉過(guò)濾器、控制電路板、微機、CCD機和軟件組成。激光測距技能是三維激光掃描儀的主要技能之一。激光測距的原理主要包括四種類(lèi)型:脈沖距離法、相位測距法、激光三角法、脈沖一相位法。目前,測繪領(lǐng)域使用的三激光掃描儀主要基于脈沖測距法,近間隔的三維激光掃描儀主要采用相位干涉法和激光三角法。激光測距技能的類(lèi)型介紹如下:
1、脈沖測距法
脈沖測距法是一種高速激光測時(shí)測距技術(shù)。脈沖掃描儀發(fā)射單點(diǎn)激光,記錄激光的回波信號,計算激光的飛行時(shí)間(TimeofFlight,縮寫(xiě)為T(mén)OF),用光速計算目標點(diǎn)與掃描儀之間的間隔。這種原理的測距系統的測距規??梢赃_到幾百米到幾千米的間隔。激光測距系統主要由發(fā)射器、接收器、時(shí)刻計數器和微機組成。
脈沖測距法也被稱(chēng)為脈沖飛行時(shí)間差測距,因為脈沖激光源適用于長(cháng)間隔測量,測量精度主要受脈沖計數器運行頻率和激光源脈沖寬度的限制。
2、相位測距法
相位掃描儀發(fā)射一束不間斷的整數波長(cháng)激光,通過(guò)計算從物體反射的激光波的相位差來(lái)計算和記錄目標物體之間的間隔。根據相位測量原理,主要用于中間間隔的掃描測量系統。掃描規模一般在100m以?xún)取?/span>
相位掃描儀選擇連續光源,功率一般較低,測量規模較小,測量精度主要受相位比較器精度和調制信號頻率的限制,增加調制信號頻率可提高精度,但測量規模較小,為了提高測量精度,一般設置多個(gè)調頻頻率。
3、激光三角法
激光三角形法是利用三角形幾何關(guān)系來(lái)獲得距離。首先,掃描儀將激光傳輸到物體的外觀(guān),使用基線(xiàn)另一端的CCD相機接收物體的反射信號,記錄入射光和反射光之間的夾角。已知的激光光源和CCD之間的基線(xiàn)長(cháng)度,掃描儀和物體之間的間隔是通過(guò)三角形的幾點(diǎn)連接計算出來(lái)的。為了使掃描信息的完整性,許多掃描儀的掃描規模只有幾米到幾十米。這種三維激光掃描系統主要用于工業(yè)測量和逆向工程重建。
4、脈沖一相位測距法
結合脈沖測距和相位測距,產(chǎn)生了一種新的測距方法:脈沖一位測距法
5、相位式測距法
該方法采用脈沖測距實(shí)現間隔粗測,采用相位測距實(shí)現距離精測。
三維激光掃描儀主要由測距系統、測角系統等輔助功能系統組成,如內置相機和雙軸補償器。操作原理是通過(guò)測距系統獲取掃描儀與待測物體之間的距離。然后通過(guò)測角系統獲取掃描儀,直到物體的水平角和垂直角,從而計算待測物體的三維坐標信息。
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