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三维激光扫描仪丈量原理

公布工夫:2018-01-26

三维激光扫描仪基于激光的单色性、偏向性、相关性和高亮度等特性,在注意丈量速率和操纵轻便的同时,包管了丈量的综合精度,其丈量原理次要分为测距、测角、扫描、定向四个方面。

1.测距原理

激光测距作为激光扫描技能的要害构成局部,关于激光扫描的定位、获取空间三维信息具有非常紧张的作用。现在,测距办法次要有:三角法、脉冲法,相位法。

1.1三角测距法

三角法测距是借助三角形多少干系,求得扫描中央到扫描工具的间隔。激光发射点和CCD 接纳点位于长度为的高精度基线两头,并与目的反射点组成一个空间立体三角形。

1.2脉冲测距法

脉冲测距法是经过丈量发射和接纳激光脉冲信号的工夫差来直接取得被测目的的间隔。脉冲法的丈量间隔较远,但是其测距精度较低,如今大少数三维激光扫描仪都运用这种测距方法,次要在地形测绘、文物维护、“数字都会”建立、土木匠程等方面有较好的使用。

1.3相位测距法

相位法测距是用无线电波段的频率,对激光束停止幅度调制,经过测定调制光信号在被测间隔上往复传达所发生的相位差,直接测定往复工夫,并进一步盘算出被测间隔。相位型扫描仪可分为调幅型,调频型,相位变更型等。设激光信号往复传达发生的相位差为准,脉冲的频率为f,则所测间隔S 为:

S=(c/2)*(Ø)/2πf    (3)

由公式(3)可知,这种测距方法是一种直接测距方法,经过检测发射和接纳信号之间的相位差,取得被测目的的间隔。测距精度较高,次要使用在精细丈量和医学研讨,精度可到达毫米级。

以上三种测距办法各有优缺陷,次要会合在测程与精度的干系上,脉冲丈量的间隔最长,但精度随间隔的添加而低落。相位法合适于中程丈量,具有较高的丈量精度,但是它是经过两个直接丈量才失掉间隔值,以是使用这种测距原理的三维激光扫描仪较少。

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