Tipos de laser scanner 3D terrestre
Na edição 67 vimos que o Laser Scanner 3D Terrestre (LS3D) mede, basicamente, coordenadas polares (ângulos e distâncias) e armazena as coordenadas retangulares (x, y e z). A componente de maior destaque é, sem dúvida, a medição da distância.
Em função da medição da distância, podemos classificar os LS3D em 2 tipos:
TOF (Time of Flight – tempo de voo) – esta técnica se baseia na medição do tempo de trânsito do laser a partir do emissor, refletindo no objeto escaneado e retornando até o receptor (Figura 1). Esta técnica permite que o retorno do laser possa ser controlado e sejam armazenados vários retornos a partir de um único pulso. Para cada giro horizontal e/ou vertical, calculado em função da resolução requerida, é emitido um pulso onde teremos então o tempo medido e, consequentemente, a distância determinada pela velocidade conhecida do laser. Hoje, existem equipamentos que permitem a medição de pouco mais de 100 mil pontos por segundo, alcançando até quatro quilômetros de distância. Estes equipamentos são muito utilizados para topografia, onde a maior distância alcançada permite ganho na produtividade, mas a precisão das coordenadas chega a alguns centímetros por causa da precisão angular.
Diferença de Fase (Phase Shift) – esta técnica emite o laser de forma contínua (Figura 2) e, através da diferença de fase (??), identifica as variações de distâncias, restando resolver o número (N) de comprimentos de ciclos inteiros (?) por um sistema de equações. A grande vantagem desta técnica é a maior precisão na medição (podendo chegar a décimos de milímetro na distância) e também a quantidade de pontos registrados, que atualmente chega a 1 milhão de pontos por segundo. Estes equipamentos são muito utilizados para “as built” industrial, patrimônio histórico, arquitetura e engenharia reversa, por exemplo.
Em função da técnica de coleta, podemos classificar os LS3D em 2 tipos:
Estático – o equipamento fica parado sobre um ponto, fazendo o escaneamento da área de interesse. Cada ponto ocupado é chamado de “cena”, onde, para medirmos toda a área de interesse, é necessário ocupar várias cenas (Figura 3). As cenas são unidas analiticamente por pontos em comum, gerando a nuvem de pontos. Tem como vantagens a acessibilidade (usa como suporte tripé convencional) e a precisão posicional (compensadores garantem a verticalidade do equipamento).
Móvel – um laser scanner bidirecional faz medidas durante o seu deslocamento. Para garantir o posicionamento do ponto medido, é necessário o uso de sensores externos, como o GNSS e sistema inercial (Figura 4). O funcionamento é muito similar aos equipamentos aerotransportados, tendo sua precisão degradada em função dos vários sensores, ângulos e distâncias medida. A agilidade da coleta em campo é o ponto alto, pois, mesmo em baixa velocidade de deslocamento, é possível a abrangência de grande área. Devido aos sensores externos, seu tamanho é maior que o estático e pode ser instalado sobre qualquer veículo móvel que o sustente.
