Z+F激光扫描仪

影响测距噪声的主要因素是被测物体与扫描仪的距离、物体表面反射率。物体表面反射率越好,距离越近噪声越少;物体表面反射率越低,距离越远噪声越多。

对于Z+F 5010来说被测物体在25米处,表面反射率为37%的情况下,测距噪声(1sigma)为0.6mm RMS,反射率为80%情况下为0.5mm RMS;如果据被测物体增加到100m,测距噪声会相应增加到3.8mm,2.0mm。

对于所有数据获取速率高的扫描仪来讲,测距噪声受采集速率的影响很大。大家可以类比一下全站仪,全站仪测一个点是需要一定的时间的。因为扫描仪动辄每秒几十万点的测量速率,它没有足够的时间将噪点滤除掉。如果要对比不同扫描仪的测距噪声需要先确定其数据采集速率。相同采集速率下,对比出来才有一定的参考价值。

例如:

● 在100m处目标反射率37%,扫描仪A以127KHz(127000点/秒)的速率测出的数据,测距噪声2.8mm

● 在100m处目标反射率37%,扫描仪B以10KHz(10000点/秒)的速率测出的数据,测距噪声1.5mm

 

表面上看扫描仪B的测距噪声要小一点,但是考虑到数据采集速率,有如下算法可供参考:

●扫描仪A 标准化测距噪声==0.0107mm

●扫描仪A 标准化测距噪声==0.0150mm

所以说测距噪声的大小还是要考虑到当时采集数据的速率。

2)机械偏转系统

激光束的发射角度是根据反射镜的角度来测量的,激光束真实的发射角度与反射镜的实际角度并不是完全一样。这个误差我们称之为“测角误差”。测角误差又包括水平测角误差Eβ与竖直测角误差Eα。对于Z+F 5010来说水平与竖直测角误差都是0.007°RMS(0.122mrad rms)。

弧度(rad)是一个能清晰反映测角误差对于每个点位误差影响程度的单位,2π rad=360°即单位圆(半径为1m的圆)的周长。对于微小的角度来讲弧度即对应该弧度的弧长。例如1mrad 的角度误差,反映到点位误差上即距离增加一米,误差增加1mm。所以0.122mrad的角度误差,在距离10米处的点误差为1.2mm,在50米处误差为6mm,在100米处误差为12mm。

通过对测量数据的统计分析,测角误差也包含平均误差与标准差。只有平均误差可以通过校准程序改正。随机误差是无法校准的,只能通过标准差(RMS)来标出来。标准差即正太分布中的1Sigma。所以测角误差为0.007°的意思是有68.3%的激光束角度误差小于等于0.007°。因为所有点云(直角坐标系)都是通过极坐标计算出来的(两个角度一个距离),所以角度误差肯定会传递到点位误差上。很明显角度误差在距离较远时对点云的三维误差影响很大。

基于以上分析,测角误差是一个重要参数。但是很多厂家(代理商)只标注仪器的角度分辨率。角度分辨率是机器能识别的最小角度,和测角精度毫无关系。




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