زاویه میدان دید دوربینی اشاره بر میدان دید با زاویه محدودی دارد که در دوربین عکسبرداری نیز

معرفی چند مدل از تکنولوژی های معروف اسکنر سه بعدی

خلاصه

تکنولوژی اسکن سه بعدی و یا رقومی کردن آبجکت های فیزیکی از سال های ۱۹۸۰ در دسترس است. از زمان توسعه نسل اول لیزر اسکنرهای زمینی، این تکنولوژی در طی توسعه پیوسته محصولات دستخوش تغییراتی شده و در بسیاری از زمینه های نقشه برداری رشد و توسعه پیدا کرد.

قسمت چهارم

انواع لیزر اسکنرها بر اساس روش اندازه گیری فاصله

سیستم اندازه گیری فاصله به برد (فاصله) و دقت حاصله از سیستم بستگی دارد. به منظور تولید یک مدل ابر نقطه دقیق از تمامی سطوح جسم، باید دو عامل مهم دقت بعد و وضوح مکانی لیزر اسکن مد نظر قرار گیرند.

در این راستا سه تکنولوژی برای اندازه گیری فاصله با لیزر اسکنرها مورد استفاده قرار می گیرد.

محاسبه زمان رفت و برگشت موج (time of flight):
روش اندازه گیری اختلاف فاز (phase comparison)
مثلث بندی (triangulation)
محاسبه زمان رفت و برگشت موج (time of flight):

امروزه متداول ترین نوع سیستم اندازه گیری برای لیزر اسکنرها، اصل زمان پرواز می باشد. این سنسورها در مسافت های طولانی تری کار میکنند ( به عنوان مثال ۱۰۰-۲ متر)، اما دقت کمتری نسبت به سیستمهای مثلث بندی دارند.
سنسورهای تاخیر زمانی برای اشیائ بزرگ، به عنوان مثال سایتهای باستانی و بناهای معماری استفاده می شوند. این سیستم زمانی را که نور نیاز دارد که منبع لیزر منتشر شده، به جسم رسیده و بازگردد اندازه گیری میکند. با در نظر گرفتن سرعت ثابت نور، فاصله تا جسم محاسبه می شود.

روش اندازه گیری اختلاف فاز (phase comparison)

در کنار اصل زمان پرواز روش فاز نیز دومین روش معمول برای بردها و فواصل میانی می باشد. برد اندازه گیری در این روش به ۱۰۰ متر محدود می شود. در این حالت می توان به دقت چند میلی متر در اندازه گیری فواصل دست یافت.

مثلث بندی (triangulation)

سیستم های مبتنی بر مثلث بندی در مسافت های کوتاه کار می کنند (تا ۵۰۰ سانتیمتر) و می توانند به دقت بالایی برسند. روش اندازه گیری فاصله در این نوع لیزر اسکنرها، مثلث بندی اپتیکی می باشد. با این فن می توان به دقت هایی در حدود چند میکرومتر دست یافت. شئ مورد نظر که به وسیله یک دوربین CCD دیده می شود، با یک پرتو نور مورد هدف قرار می گیرد. یک مثلث با استفاده از نقطه منبع نور، نقطه نوری روی سطح آبجکت و نقطه تصویر شده در دوربین CCD تشکیل می شود. لیزر اسکنرهایی با برد کوتاه در زمینه های بسیار متفاوتی کاربرد دارند؛ اما اصلی ترین کاربرد آن ها در مستندسازی بناها و اشیاء تاریخی است.

Optical Triangulation = مثلث بندی اپتیکی
در اینجا لازم است به این نکته اشاره شود که اسکنرهایی که بر پایه مثلث بندی کاری می کنند بیشتر برای برداشت سوژه های کوچک و اسکنرهای Time Of Flight بیشتر برای سوژه ها بزرگ مفید هستند.

انواع لیزر اسکنرها بر اساس زاویه دید

میدان دید دوربینی

زاویه میدان دید دوربینی اشاره بر میدان دید با زاویه محدودی دارد که در دوربین عکسبرداری نیز استفاده می شود. لیزر اسکنرهایی که دارای میدان دید پانوراما هستند (مانند Riegl ) قابلیت چرخش ۳۶۰ درجه و برداشت کامل محیط اطراف را دارند.
با استفاده از لیزر اسکنرهای پانوراما می توان برداشت های مناسبی را از داخل اتاق ها، تونل ها و … تهیه کرد. به عنوان مثال این نوع از لیزر اسکنرها قادر هستند که تمام فضای داخل اتاق را مانند کره ای برداشت کنند.

میدان دید ۳۶۰ درجه یا پانوراما

دستگاه های دید پانوراما به این دلیل که به تعداد ایستگاه های استقرار کمتر نیاز دارند و ثبت و برداشت اطلاعات راحت تر و دقیق تر صورت میپذیرد، نسبت به دستگاه های دید دوربینی ارجحیت دارند.

فتوگرامتری :

نورسنجی یا فوتوگرامتری ساده ترین راه برای شروع یک اسکن سه بعدی است.

این روش بر اساس گرفتن تصاویر دو بعدی در اطراف یک شی از زوایای مختلف و اتصال آن ها به هم و تبدیل آن به یک تصویر سه بعدی با استفاده از تکنیک های پردازش تصویر است.

آخرین بخش کار یعنی تبدیل تصاویر دو بعدی به یک فایل سه بعدی، توسط نرم افزار انجام می شود.

این بخش فقط نیاز به یک دوربین دارد و به این معنی است که شما هم می توانید این کار را همین الان انجام دهید حتی با گوشی های هوشمند خود .

گام بعدی این است که عکس های خود را با هم ترکیب کنید تا یک مش سه بعدی از جسم مورد نظر شما ایجاد شود.