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Scanner Auto-sincronizzato



Per diversi anni i laboratori NRC sono stati coinvolti nello sviluppo di un grosso volume di scansioni laser per la digitalizzazione tridimensionale del contesto di applicazioni spaziali.  
Molti prototipi sono stati costruiti e testati non solo per applicazioni spaziali ma anche industriali, mediche e museali. Ciascun prototipo può essere montato su un tre piede e l’intero assemblaggio che include il regolatore fotografico può essere condotto al sito del test per gli esperimenti.  
La scansione sincronizzata è ottenuta da uno specchio con due lati (vedi figura):


uno serve a proiettare la luce, mentre l'altro capta la luce in sincronismo con la sua scansione. Entrambi gli specchi sono guidati da galvanometri.  
Il prototipo laser scanner è suddiviso in due modalità di costruzioni di immagini. Una modalità raster produce un immagine limitata della scena: lo scanner dell’ascissa (asse veloce) è usato per la scansione lineare mentre l’ordinata (minore velocità) deflette verticalmente il raggio di scansione per produrre un immagine raster.  
La camera oltre ad avere due assi di scansione, è dotata di un sistema di rotazione addizionale usato per registrare viste panoramiche della scena (vedi figura).


  
La geometria della telecamera permette costruzioni di immagini su un ampio raggio di visuale. La minima distanza alla quale le misurazioni possono essere prese è 0,5 metri. La massima distanza è limitata dal rapporto segnale-rumore. In teoria la configurazione permette costruzioni di immagini fino all’infinito, ma in pratica la massima distanza è limitata da due variabili:  
1) l’entità della dispersione luminosa dietro al sensore (segnale) diminuisce secondo il quadrato della distanza. Essendo basato su triangolazioni ottiche l’intervallo di risoluzione ha simili proprietà quando il livello di rumore aumenta secondo il quadrato della distanza. Sperimentalmente troviamo che la massima distanza di operazioni è a circa 10 metri. Il massimo della focalizzazione è ottenuto inclinando il sensore di posizione CCD.  
2)La risoluzione della range camera 3D ( z ) è 0.1 mm alla minima distanza di 0.5 metri, un millimetro a 1.5 metri e 50 mm alla massima distanza di 10 metri; la risoluzione trasversa (x,y) è limitata dai limiti di diffrazione del raggio laser e  dall’accuratezza dei due scanner ottici controllati dai galvanometri.  
Con questo schema di visione a scanning sincronizzato, si possono ottenere campi di visuale, con piccoli angoli, senza sacrificare la precisione. Angolazioni più piccole permettono di ottenere  una riduzione degli effetti d’ombra.  
Il piano di triangolazione definito da un raggio laser può essere:  
-trasposto in una direzione ortogonale ad esso;  
-ruotato attorno ad un asse parallelo ad esso;  
-scansionato da un secondo specchio posto ortogonalmente al primo.  
Le macchine che utilizzano un piano di triangolazione scansionato prendono il nome di RAL scanner, mentre quelle che utilizzano un piano trasposto Colour scanner; il nome della macchina Colour Scanner nasce dall’utilizzo di una fonte laser composta di tre lunghezze d’onda (rosso, verde, blu) per ottenere colori insieme alla forma.  
Il sistema auto-sincronizzato, nonostante permetta il raggiungimento di maggiori precisioni rispetto ad altri sensori, ha ancora il problema di essere difficile da trasportare a causa delle sue grandi dimensioni, e quindi il suo utilizzo talvolta é limitato.





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Rilevamento mediante Scanner laser 3D