Μετρολογικός έλεγχος επίγειου σαρωτή laser τύπου TOF

Abstract

Τα τελευταία χρόνια η τεχνολογία της επίγειας σάρωσης με laser, απποτελεί μια πρόσθετη τεχνική στις εργασίες αποτύπωσης. Οι πρόσφατες εξελίξεις έχουν βελτιώσει πολλές πτυχές των επίγειων σαρωτών laser. Δεδομένου ότι τα συστήματα αυτά εμφανίστηκαν σχετικά πρόσφατα στην αγορά δεν υπάρχει τυποποιημένη διαδικασία διακρίβωσης αυτών των οργάνων, σε αντίθεση με τα παραδοσιακά γεωδαιτικά όργανα για τα οποία υπάρχει επαρκής γνώση και επίσημα πρότυπα βαθμονόμησης. Επομένως απαιτείται έρευνα για την αξιολόγηση της ποιότητας λειτουργίας των οργάνων και των δεδομένων που συλλέγονται από αυτά. Τα συστήματα TLS προσφέρουν την δυνατότητα συλλογής και επεξεργασίας μεγάλου όγκου δεδομένων σε σύντομο χρονικό διάστημα. Αποτέλεσμα των σαρώσεων είναι τρισδιάστατες απεικονίσεις αντικειμένων, οι οποίες αποτελούνται από πυκνά κατανεμημένα σημεία (Χ, Υ, Ζ). Όπως συμβαίνει με οποιαδήποτε μέθοδο αποτύπωσης με laser στα αποτελέσματα των μετρήσεων υπεισέρχονται σφάλματα. Μέχρι σήμερα δεν έχουν οριστεί επαρκώς τα σφάλματα τα οποία επηρεάζουν τις μετρήσεις που πραγματοποιούνται με έναν επίγειο σαρωτή laser, με αποτέλεσμα να αμφισβητείται η τελική ακρίβεια των αποτελεσμάτων. Επομένως απαιτείται η βαθμονόμηση του οργάνου. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η παρουσίαση μιας μεθοδολογίας βαθμονόμησης ενός σαρωτή laser Time-of-flight - ScanStation 2 της Leica Geosystems. Για τον σκοπό της εργασίας πραγματοποιήθηκαν απλοί μετρολογικοί έλεγχοι σε πεδία ελέγχου. Τα αποτελέσματα έδειξαν σταθερλη λειτουργία του συστήματος μέτρησης και σφάλματα εντός των ορίων του κατασκευαστή.

Terrestrial laser scanning, is a relatively recent technology which offers many advantages in surveying related sciences. However, for these instruments, as opposed to traditional geodetic instruments, there is not available sufficient knowledge on the instrumentation description because of proprietary issues and their calibration depend on the individual manufacturing company. Therefore investigation is needed to assess the quality of instruments operation and the acquired data. TLS systems (Terrestrial Laser Scanners) offer the possibility of collecting and processing large amounts of data in a short period of time. The results of those scans are three-dimensional representations of objects, which are composed of densely distributed points (X, Y, Z coordinates). As with any surveying technique, so in the case of laser survey the results of measurements usually involve errors. Furthermore, the absence of standards to calibrate these instruments makes it often difficult to compare the accuracy specifications given by the laser scanner producers. Therefore calibration of this instrument is required. The aim of this thesis is to present a methodology of calibration for a Time-of-flight laser scanner and specifically the scanner ScanStation 2 of Leica Geosystems. For the purpose simplified tests procedures are proposed to check the linear and angular measurements of the specific instrument. The results showed stable operation of the laser scanner and errors within the limits of the manufacturer.