Глава 12

12 4 Наземиее лазе иее сиани енаиие

12.4.1. 0(щип принципы лпзпрнп(п еппнирпппнип

Идея лазерного сканирования заключается в получении про-

странственных координат большого количества точек, подробно

описывающих объекты (рельеф местности, здания, сооружения

и т. д.).

Эта задача решается с помощью специализированного прибо-

ра — лазерного сканера.

Результатом съемки сканером является совокупность коорди-

нат (X„Y„Z,) точек объекта.

По принципу работы лазерный сканер (рис. 12.10) представляет

собой комбинацию электронного теодолита, лазерного дальномера

(безотражательного) и сканирующего элемента, последовательно

отклоняющего лазерный луч для получения массива точек — т. н.

«облака» точек.

Для повышения информативности результирующего изобра-

жения в сканере используется одноэлементный приемник излуче-

ния (сенсор), который фиксирует яркость объекта в виде плотно-

344

установки прибора. Технология коррекции наведения автомати-

чески определяет и вносит поправки за наклон осей в результаты

измерения.

Роботизированные тахеометры имеют радиокоммуникацион-

ный модуль — радиомодем, обеспечивающий связь прибора с ак-

тивным отражателем, обеспечивающим отражение сигнала тахео-

метра в диапазоне 360'. Дальность работы в роботизированном ре-

жиме, как правило, лежит в пределах 1 — 1,5 км. Применение

роботизированных технологий повышает эффективность работ

практически вдвое по сравнению с использованием механических

тахеометров, что дает возможность значительно сократить трудо-

вые затраты.

Ряд фирм-производителей выпускают т. н. автоматизирован-

ные следящие системы (Automated Tracking System). Основой их

является высокоточный электронный тахеометр с мощным дально-

мерным блоком, сервоприводами и всеми функциями робота. При-

боры этой серии могут использоваться и как «обычные» роботизи-

рованные тахеометры, и как датчики автоматической следящей

системы. Например, некоторые приборы используются для реше-

ния специальных задач: автоматические наблюдения за деформа-

циями инженерных сооружений и определение координат движу-

щихся объектов, управление строительными машинами и механиз-

мами и др.

NPNMENENNE ЭЛН1НИИЫК МЕ1ВД(И МЯ )И1ПМ)(1(И)()(ии 1НДПиЧЕКих ИН1

Х, = D cosP cosv;

Y, = Р sinP cosv;

Z,.= D- sinv.

(12. 1)

Цифровая камера высокого раз-

решения, закрепляемая на корпусе

сканера, также ориентируется в своей

собственной системе координат Х,,

Y„Z, (рис. 12.11). Цифровая камера

должна быть предварительно отка-

либрована.

Во время съемки сканер (система

координат сканера) не ориентирует-

ся в пространстве и не нивелируется.

Для трансформации скакав (масси-

вов точек лазерных отражений) в еди-

ную систему координат объекта

OXYZ, в сканере предусмотрено авто-

матическое или ручное распознава-

Рис. 12.11

сти изображения в точке визирова-

ния лазерного дальномера. Либо

используется цифровая камера вы-

сокого разрешения, позволяющая

покрыть область сканирования

цветными снимками с заранее за-

данным перекрытием между ними.

Таким образом, реализуется по-

A

лярный способ определения про-

странственных координат точек ла-

зерных отражений за счет измере-

ния горизонтальных и вертикальных

углов Р и v в комбинации с данными

об истинном Цвете каждого пиксела Рис. 12.10. Лазерный сканер

(единичного элемента изображе- IviENSI GS200

ния). Задавая диапазон (p,. ч,„и (максимальная дальность

p y ) и шаг (Qp Qy) изменения го- измер~~и~ go 350 м, точность

ризонтальных и вертикальных уг измерения расстояний до 1,5 мм,

лов, сканер автоматически с помо-

про изводительность

до 5000 точек в секунду

щью сервомоторов последователь-

но устанавливает луч лазера и регистрирует углы Р и v, расстояние

D и плотность d (фотографическая плотность) для каждой точки

объекта в заданных пределах. Координаты точек объекта относят-

ся к прямоугольной системе координат сканера (рис. 12.11), кото-

рая имеет свою ориентировку в пространстве: