三維激光掃描儀作為高端測繪儀器,一直都比較低調(diào),近幾年街景,數(shù)字化漸漸火了起來。國內(nèi)外掃描儀廠商都蜂擁進(jìn)來,市面上產(chǎn)品種類繁多,參數(shù)更是五花八門。如何看懂各品牌儀器的參數(shù)和配置?
三維激光掃描儀類型
目前市面上的三維激光掃描儀按掃描方式劃分有兩種:脈沖式和相位式,為了各位好記,我總結(jié)了一下特點(diǎn),以便形成初步印象
脈沖式特點(diǎn):射程遠(yuǎn),精度低,速度慢,價(jià)格貴;
相位式特點(diǎn):射程近,精度高,速度快,價(jià)格低。
測距
測距和被測物體的反射率息息相關(guān),如果未特殊注明反射率,通常是在反射率比較理想的情況下(達(dá)到90%)的物體時,所能夠達(dá)到的最遠(yuǎn)射程。脈沖式掃描儀中有Riegl、I-site 和Leica等,主流測程在400米到2000米,最遠(yuǎn)也有6000米的(Riegl VZ6000)。相位式掃描儀中德國Z+F的距離比較遠(yuǎn),達(dá)到了187.3米。反射率越高的物體,反射回來的光信號越多,因此,激光掃描儀的射程也越遠(yuǎn)。大多數(shù)建筑物的反射率為50%左右,煤和瀝青路面在20%左右,因此在實(shí)際應(yīng)用中,我們要對設(shè)備的******射程打折。
當(dāng)我們需要了解儀器的射程時,要詢問廠家該射程是在多少反射率下所得到的,不同的物體(山坡,植被,水泥建筑物,金屬管道,土壤礦物,煤等)具有不同的反射率。最好就是直接咨詢客服,根據(jù)實(shí)際需要掃描物體的性質(zhì),技術(shù)人員會給出準(zhǔn)確的技術(shù)方案。
速度
三維激光掃描儀的速度是一個難以直接界定的量,一直沒有一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)對其進(jìn)行鑒定,都是廠家們自己來裁定。有些品牌用的是激光發(fā)射頻率來體現(xiàn)(例如riegl和Trimble);有的品牌用激光掃描速度(例如Lieca)來體現(xiàn);有些品牌(例如Faro和德國Z+F)參數(shù)使用的是數(shù)據(jù)獲取速率。
但是激光發(fā)射頻率和激光掃描速度兩個數(shù)據(jù)都不準(zhǔn)確,在實(shí)際應(yīng)用上,由于物體的形狀、材質(zhì)、反射率、發(fā)射的角度、環(huán)境等的影響,發(fā)射頻率和掃描速度都只能體現(xiàn)發(fā)射單元的速度。
假如激光掃描儀的掃描速度是50000點(diǎn)/秒,激光掃描儀卻只接受到了二分之一,這樣作為速度的參照顯然是不合理的。數(shù)據(jù)獲取速率是指在單位時間內(nèi)接收到激光點(diǎn)云的數(shù)量,使用數(shù)據(jù)獲取速率來裁定速度要更可靠。
Z+F的三維激光掃描儀由于其超高的獲取速率(1016000點(diǎn)/秒),完成一個站的全景(360°×320°)掃描所需的時間小于2分鐘。
精度
相位式的三維激光掃描儀的精度比脈沖式的精度要高,目前德國的Z+F與美國的Surphaser精度比較高,以Z+F 5010C為例,在最差(10米14%反射率)的情況下精度也可控制在0.5mm以內(nèi),50米處精度最差也能控制在3mm以內(nèi)。脈沖式的三維激光掃描儀的受光線影響小,但精度相比相位式的要低一些,精度一般在10mm左右居多。
注意:在使用三維激光掃描儀進(jìn)行長距離掃描時,由于面臨復(fù)雜的現(xiàn)場情況,實(shí)際測量的精度可能與公布的參數(shù)有偏差,對此要有心理準(zhǔn)備,遇到此情況可以增加測站數(shù),近距離的精度還是容易把控的。
測角分辨率
分辨率這個值有很多,沒接觸過的用戶很容易混淆,測角分辨率位于激光發(fā)射單元,通常分為垂直分辨率與水平分辨率,也有表示為“垂直/水平步長”的(例如Faro),測角分辨率越小,則表明能夠分辨的目標(biāo)越小,這樣測量出的點(diǎn)云數(shù)據(jù)就越細(xì)膩。以精度著稱的Z+F 三維激光掃描儀,測得點(diǎn)云數(shù)據(jù)的點(diǎn)間距達(dá)到了0.1毫米。
總結(jié)
看設(shè)備指標(biāo)時,一定要看現(xiàn)場環(huán)境相結(jié)合,有的介紹上會注釋這是在什么測量環(huán)境中達(dá)到的指標(biāo),如果沒有確切的說明,最好就是咨詢相應(yīng)技術(shù)人員,了解實(shí)際情況,否則實(shí)際測量數(shù)據(jù)與參數(shù)指標(biāo)相差甚遠(yuǎn),悔之晚矣!以上列出來的幾項(xiàng)參數(shù)都是三維激光掃描儀的核心指標(biāo),憑借以上幾個參數(shù),雖不能讓你做出最后選擇,但是可以讓你不迷失在眾多儀器參數(shù)中。