Népszerű 3D szkennelési módszerek
Az objektumok 3D szkennelése többféleképpen is elvégezhető. A legjobb módszer gyakran a költségvetésétől és a vizsgálni kívánt objektumtól függ.
A 3D szkennerek általában a három módszer egyikét használják:
- Az infravörös szkennerek infravörös vagy „strukturált fényt” használnak egy objektum beolvasására. A kamerák érzékelik a felületre vetített fény torzulásait, hogy meghatározzák egy tárgy méretét.
- A fotogrammetria fényképeket használ a távolság és a mélység háromszögelésére, és ezekkel az adatokkal 3D szkennelést készít. A minőség a fényképektől és a használt fényképezőgéptől függ.
- A Lidar visszaveri a lézerfényt egy tárgyról, hogy megmérje a távolságot és a mélységet, hogy 3D-s szkennelést hozzon létre.
Ebben a cikkben a lidar 3D szkennelésre összpontosítunk, megvizsgáljuk, hogyan működik, hogyan viszonyul a másik két fő technológiához, hol alkalmazzák, valamint megvizsgálunk néhány esettanulmányt.
Hogyan működik
A Lidar alapvetően ugyanúgy működik, mint a radar, azzal a fő különbséggel, hogy mikrohullámú energiaforrás helyett lézersugarat használnak. A fénysebesség ismert állandó, így az érzékelő és a tárgy közötti távolság mérhető azzal az idővel, amely alatt a lézerimpulzus visszapattan egy tárgyról, és azt a lidar-érzékelő fogadja. Ez lehetővé teszi, hogy a lidar egyfajta „távolságmérőként” használható a magasság vagy a felület geometriájának nagyfokú részletességgel történő meghatározásához.
Lidar kontra infravörös
Az infravörös szkennerek gyakoriak és viszonylag megfizethetőek, de nem igazán alkalmasak nagy területekre vagy szerkezetekre, ellentétben a lidarral. A költség és a pontosság a legfontosabb szempontok, amelyeket figyelembe kell venni, amikor kiválasztjuk, melyiket használjuk.
Míg technikailag egy költséges lidar rendszert használhat egy szék átvizsgálására, ez nem praktikus és nem is szükséges az ilyen projektekhez. A Lidar olyan drága és pontos, hogy jobban megfelel nagy területek vagy építmények, például épületek szkennelésére.
Lidar vs fotogrammetria
A fotogrammetria több fényképet használ a pontok háromszögezésére, hogy olyan szkennelést hozzon létre, amely pontosabb, mint az infravörös, de még mindig kevésbé pontos, mint a lidar.
Ha már rendelkezik nagy felbontású fényképezőgéppel, vagy nincs szüksége a lidar rendszerrel járó extra teljesítményre és költségre, akkor a fotogrammetria nagyon jó megoldás. Ha a projektje egy terület mérföldes vagy nagyméretű szerkezeteinek szkennelését foglalja magában, érdemes lehet a lidar használatát is megvizsgálni.
Praktikus alkalmazások
A tipikusan földmérésre és niche-alkalmazásokra használt lidar 3D nyomtatható szkennelések készítésére is használható területekről és szerkezetekről. Bár pontosabb, olyan drága is, hogy a lidar technológiát szállító vállalatok gyakran kerülik az árak feltüntetését a promóciós anyagokon és a webhelyeiken.
Kisebb vagy alacsony költségvetésű projekteknél a lidar egyszerűen nem praktikus a költségek miatt. A költségekkel kapcsolatos aggályok ellenére a lidart továbbra is előnyben részesítik olyan komoly és nagy projekteknél, mint például az árterek és épületek feltérképezése. Hasznos továbbá bizonyos szűk 3D-s szkennelési igények kielégítésére, mint például az „önvezető” járművek és robotok esetében .
Esettanulmány: Csillagászat és űrkutatás
Még 1971-ben a NASA fellőtt egy Saturn V rakétát az Apollo 15 Holdra irányuló küldetésének első lépéseként. Ez volt az első küldetés a lidar technológia használatára.
A Lidart a Hold felszínének pályáról történő feltérképezésére használták olyan nagyfokú részletességgel, amilyenre más eszközökkel korábban soha nem volt példa. A Lidart a Mars felszínének és a Föld topológiájának feltérképezésére, valamint a bolygó távolságának mérésére is használták, például a Föld és a Mars között.
Esettanulmány: Környezetvédelem és feltárás
A Lidart használták a 2014-es „King Fire” által a kaliforniai El Dorado Nemzeti Erdőben okozott károk meghatározásához. Ez segített hatékonyan és pontosan megválaszolni a kár súlyosságára és mértékére vonatkozó kérdéseket. Mivel a lidar segítségével nagy területeket lehet ilyen módon feltérképezni, hasznos lehet környezetünk megértésében.
Például a lidar használható annak meghatározására, hogy mely területek lehetnek a jövőben sebezhetőek az olyan katasztrófákkal szemben, mint az áradások. Ahogy a „King Fire” esetében is, ez is felhasználható a természeti katasztrófa utáni károk becslésére és annak meghatározására, hogy hová kell összpontosítani a helyreállítási erőfeszítéseket. A lidar nem csak városok feltérképezésére használható, de még az elveszett városok megtalálására is használható a sűrű erdő/dzsungel lombkorona alatti építmények észlelésével. Az egyik projekt egy elveszett várost talált Mexikóban, amelyben annyi épület volt, mint Manhattanben!
Eredeti forrás: All3dp.com
