A térszkennelés mérési elvei
Bevezetés
A térszkennelés mérési elvei kétféle csoportba sorolhatók, melyek megegyeznek a legtöbb lézerszkennerével, hiszen azok egy speciális fajtájáról van szó.
A lézerszkennelés lényegében fénnyel történő távolságmérést jelent. A mérési módszer kialakulásának hátteréről bővebben a Lézerkennelési eljárás története szekcióban írunk részleteket.
Térszkennelés mérési elvei csoportosítása
A fénnyel történő távolságmérésre a 3D lézerszkennelés, ezen belül a térszkennelés területén alapjában véve kétféle módszert alkalmaznak. Az egyik a TOF (A Time Of Flight angol kifejezés rövidítése, szabad fordításban „A fény repülési ideje ideje”). A másik pedig a PHASE, vagyis a fáziseltolódás mérése.
A felsoroltakon túl természetesen több módszer is rendelkezésre áll, a térszkennelésben viszont csak a fenti két eljárás használatos. Ezért a többi módszert most nem részletezzük.
A kétféle mérési módszer
A TOF (a) módszer lényege, hogy a készülék rövid fényimpulzusokat bocsájt ki, majd megméri az eltelt időt a kibocsátás irányában levő első „akadályról” (mért objektum adott pontja) visszaverődő jel beérkezése között.
A PHASE (b) módszer ezzel szemben folyamatos fényimpulzust használ. A mérés során a kibocsájtott fényimpulzus amplitúdóját (vagyis leegyszerűsítve a fény erősségét) folyamatosan változtatják. A mérőműszer – a mi esetünkben a 3D lézerszkenner – ennek a modulált jelnek és a visszaverődő jelnek a fáziseltolódását méri, ebből számítja ki a mért pont távolságát.
Ábra: Térszkennelés mérési elvei
(Forrás: OSA Publishing: Optical methods for distance and displacement measurements,
szerzők: Garry Berkovic and Ehud Shafir)
Térszkennelés mérési elvei pontosság szempontjából
A mérési tartományokat vagy a mérési pontosságot tekintve a két módszer nem különbözik számottevően egymástól. Míg a TOF módszerrel nagyságrendileg az 1m – 1km+ távolsági tartományokban végezhető mérés, a PHASE esetén ez <1m – 1km tartományba tehető.
A pontosságukat tekintve a TOF elven működő műszerek a mm feletti tartományokra, a PHASE mérők kevéssel a mm alá tehetők, számottevő eltérés azonban nincs. Fontos megemlíteni, hogy a 3D lézerszkennelési, így a térszkennelési mérések pontosságát sem csupán a térben felvett pontok helyzetének pontossága határozza meg. (Erről további részletek a Pontosságról című cikkben olvashatók.)
