3D LASER SCANNER

3D LASER SCANNER

3D Laser Scanner non-kontak aktif

Aktif scanner memancarkan semacam radiasi atau cahaya dan mendeteksi refleksi atau radiasi yang melewati objek untuk menyelidiki obyek atau lingkungan. Jenis emisi yang digunakan adalah cahaya, ultrasound atau x-ray.

Sistem Kerja 3D Laser Scanner Non-Kontak Aktif

Time of flight 3D laser scanner adalah scanner aktif yang menggunakan laser cahaya untuk menyelidiki subjek. Inti utama dari jenis scanner ini adalah laser rangefinder. Laser rangefinder menemukan jarak permukaan dengan cara menghitung waktu perputaran dari sebuah rangsangan cahaya. Laser digunakan untuk memancarkan rangsangan cahaya, dan jumlah waktu sebelum cahaya pantulan yang tertangkap oleh detektor diukur. kecepatan cahaya dikenal dengan simbol , waktu pulang-pergi menentukan jarak perjalanan cahaya, yang merupakan dua kali jarak antara scanner dan permukaan. Jika  adalah waktu pulang-pergi, maka jarak sama dengan  . Ketepatan waktu sistem kerja 3D laser scanner tergantung pada bagaimana tepatnya kita bisa mengukur waktu, ( ): 3.3 picoseconds  adalah masa yang diambil untuk cahaya untuk perjalanan 1 milimeter.

Laser rangefinder hanya mendeteksi jarak satu titik dalam arah pandangnya. Dengan demikian, scanner yang melakukan memindai seluruh bidang pandangnya, harus mengubah arah pandang range finder untuk memindai poin yang berbeda satu per satu. Arah pandang laser rangefinder dapat diubah baik dengan memutar range finder itu sendiri, atau dengan menggunakan sistem putar pada cermin. Metode yang terakhir ini umumnya digunakan karena sistem putar cermin lebih ringan dan dengan demikian akan diputar lebih cepat dengan keakuratan yang lebih tinggi. Rata-rata waktu proses pengerjaan 3D laser scanner dapat mengukur jarak 10, 000 ~ 100, 000 poin setiap detik.

Gambar 1: 3D laser scanner Scanner ini dapat digunakan untuk memindai bangunan, Formasi batuan, surface, volume bahan tambang dll, untuk menghasilkan 3D model. Lidar dapat mengarahkan sinar laser ke berbagai arah: kepala berputar horizontal, dengan sistem putar cermin membalik vertikal. Sinar laser digunakan untuk mengukur jarak ke objek.

Triangulasi 3D laser Scanner non – kontak aktif

Triangulasi 3D laser Scanner juga merupakan scanner aktif yang menggunakan sinar laser untuk menyelidiki lingkungan (subyek yang dipindai). Sehubungan dengan waktu proses pengerjaan 3D laser scanner, triangulasi laser memancarkan sinar laser pada subjek dan memanfaatkan layar pandangannya untuk mencari lokasi titik laser. Tergantung pada seberapa jauh laser mengenai permukaan, titik laser muncul di tempat yang berbeda di bidang pandangan kamera. Teknik ini disebut triangulasi karena titik laser kamera dan laser emitor membentuk segitiga. Panjang satu sisi segitiga adalah jarak antara kamera dan laser emitor yang telah diketahui. Sudut-sudut emitor laser juga telah ditentukan secara otomatis. Sudut sudut kamera dapat ditentukan dengan melihat lokasi titik laser pada bidang pandang kamera. Ketiga informasi data yang dihasilkan sepenuhnya menentukan bentuk dan ukuran segitiga sehingga memberikan lokasi titik sudut laser dari segitiga tersebut. Pada umumnya, garis laser bukanlah garis titik tunggal laser, tetapi garis yang menyapu seluruh objek untuk mempercepat proses akuisisi.

Kelebihan dan kelemahan 3D laser Scanner non-kontak aktif

Sistem kerja dan triangulasi range finders masing-masing memiliki kekuatan dan kelemahan untuk situasi yang berbeda. Keuntungan sistem range finders adalah mampu beroperasi dari jarak yang sangat jauh, dalam satuan kilometer. Scanner ini cocok untuk pemindaian struktur besar seperti bangunan atau fitur geografis. Kerugian dari sistem range finders adalah terletak pada akurasi pengukuran ynag dihasilkan. Karena kecepatan cahaya yang tinggi, waktu yang dibutuhkan untuk berputar (pulang-pergi) akan sulit dan akurasi pengukuran jarak relatif rendah, dalam satuan milimeter.

Triangulasi range finders justru sebaliknya. Sistem ini memiliki rentang yang terbatas yaitu hanya beberapa meter, tetapi memiliki akurasi yang relatif tinggi. Keakuratan triangulasi range finders adalah dalam satuan puluhan mikrometer. Sistem scanner akurasi dapat hilang ketika laser mengenai tepi objek karena informasi yang dikirim kembali ke pemindai dari dua lokasi yang berbeda menjadi satu sentuhan atau tekanan laser. posisi koordinat yang akan didapatkan terhadap scanner untuk titik yang akan dihitung berdasarkan rata-rata dan sehingga hasil dari koordinat titik tersebut tidak sesuai dengan kenyataannya pada objek. Apabila menggunakan scaner resolusi tinggi pada objek kemungkinan sinar memukul tepi akan meningkat dan data yang dihasilkan akan menunjukkan titik kesalahan tepat di belakang tepi dari objek. Scanner dengan lebar balok kecil akan membantu untuk memecahkan masalah ini tetapi akan dibatasi oleh rentang lebar balok yang kecil.

Pada tingkat 10.000 sampel poin per detik, pemindaian dengan resolusi rendah dapat memakan waktu kurang dari satu detik, tapi scan resolusi tinggi yang membutuhkan jutaan sampel, dapat memakan waktu dalam hitungan menit untuk proses pemindaiannya. Hal ini menciptakan masalah distorsi dari gerak. Karena setiap titik sampel dikumpulkan pada waktu yang berbeda, setiap gerakan dalam subjek atau pemindai akan mendistorsi data yang telah dikumpulkan.

Baru-baru ini, telah ada penelitian pada kompensasi untuk distorsi getaran kecil ketika proses pemindaian. Ketika melakukan penelusuran dalam melakukan pemindaian pada satu posisi, terjadi gerakan kecil pada posisi scanner tersebut. Hal ini dikarenakan karena adanya perubahan suhu. Jika scanner ini diletakkan pada tripod dan ada sinar matahari yang kuat di satu sisi scanner (disebelah kiri atau kanan scanner), maka sisi tripod akan memperluas dan perlahan-lahan mendistorsi scan data dari satu sisi yang lain. Beberapa scanner laser memiliki tingkat Kompensator dibangun ke dalamnya untuk melawan setiap gerakan scanner selama proses pemindaian.

Gambar 2: Titik internet generasi menggunakan triangulasi dengan garis laser.