{"id":972,"date":"2013-06-19T12:19:43","date_gmt":"2013-06-19T09:19:43","guid":{"rendered":"http:\/\/www.geocenter.fi.testwww.yritysweb.fi\/NGC\/blogi\/?p=972"},"modified":"2013-06-19T22:47:15","modified_gmt":"2013-06-19T19:47:15","slug":"tasataanko-vai-eiko-tasata-laserskannerien-kallistusanturit","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/tasataanko-vai-eiko-tasata-laserskannerien-kallistusanturit\/","title":{"rendered":"Tasataanko vai eik\u00f6 tasata? \u2013 Laserskannerien kallistusanturit"},"content":{"rendered":"

Laserskannerien komponenteista tehd\u00e4\u00e4n v\u00e4h\u00e4n tutkimusta, joten Evon Silvian opinn\u00e4ytety\u00f6h\u00f6n perustuvaa tutkimusta skannereiden kallistusantureista on mielenkiintoista lukea.<\/p>\n

3D-laserskannereissa on tyypillisesti kallistusantureita, joita voidaan my\u00f6s kutsua kompensaattoreiksi (compensator, inclination sensor, tilt sensor yms.). Kallistusantureita on useita tyyppej\u00e4, mutta ne ovat tyypillisesti rakenteeltaan opto-elektronisia. Kallistusanturit mittaavat skannerin koordinaatiston X- ja Y-kiertoa (eng. Roll ja Pitch) suhteessa painovoimavektoriin. Joissain kallistusantureissa on laaja toimintaalue, esim. \u00b110\u00b0, kun taas kompensaattoreiksi kutsutuissa antureissa on tyypillisesti kapea toiminta-alue, esim. \u00b10,08\u00b0, jolloin koje t\u00e4ytyy tasata erityisen huolellisesti jo ennen skannausta. Kompensaattorien tarkkuus on sama koko toiminta-alueella. My\u00f6s laajan toiminta-alueen kallistusanturit hy\u00f6tyv\u00e4t huolellisesta tasauksesta, sill\u00e4 ne toimivat tarkemmin keskialueillaan eli hyvin tasattuina, kun taas reuna-alueet ovat mittaukseltaan tyypillisesti heikompia.<\/p>\n

\"roll_pitch\"<\/a>Usein ajatellaan, ett\u00e4 skannereiden kallistusanturit ovat samanlaisia kuin takymetreiss\u00e4, mutta itse asiassa jatkuvasti liikkuvan skannerin kallistuksien mittaaminen on paljon vaativampi teht\u00e4v\u00e4 kuin takymetrin kohdalla, sill\u00e4 takymetri pysyy paikallaan mittauksen aikana. Skannerissa mittauksen t\u00e4ytyy tapahtua kojeen liikkuessa \u2013 kallistusmittaus on siis my\u00f6s dynaaminen, jolloin skannerin py\u00f6rimisliike ja moottorin aiheuttama v\u00e4rin\u00e4 vaikuttavat my\u00f6s lopputulokseen. T\u00e4m\u00e4n takia joissain skannereissa kallistukset mitataan vain ennen mittausta ja mittauksen j\u00e4lkeen, jolloin mittauksen aikaiset jalustan kallistukset j\u00e4\u00e4v\u00e4t huomioimatta. Joissain lyhyen matkan ( < 100 m) skannereissa kallistuksia ei mitata ollenkaan, mutta varsinkin pitk\u00e4n matkan skannereissa kallistusarvojen mittaaminen on ensi arvoisen t\u00e4rke\u00e4\u00e4 tarkkuuden saavuttamiseksi.<\/p>\n

Kuten takymetreissa, niin my\u00f6s skannereissa herk\u00e4t kallistusanturit reagoivat jo pelk\u00e4st\u00e4\u00e4n mittaajan l\u00e4heisyyteen, ohi ajaviin autoihin (paineaalto), kiinni paiskottuihin oviin (\u00e4\u00e4niaalto & ilmanvirtaus) tai jopa kojeen ohjaustaulun koskemiseen. Kevyen kosketuksen vaikutus voi olla jopa \u00b10,10\u00b0, mik\u00e4 tarkoittaa 17,5 cm virhett\u00e4 100 m p\u00e4\u00e4ss\u00e4. T\u00e4ss\u00e4 tutkimuksessa kauko-ohjaimen k\u00e4yt\u00f6n havaittiin pienent\u00e4v\u00e4n keskihajontaa merkitt\u00e4v\u00e4sti, joten haluttaessa tarkkoja mittauksia mittaajan on syyt\u00e4 siirty\u00e4 hieman et\u00e4\u00e4mm\u00e4lle skannerista.<\/p>\n

Tutkimuksesta selvi\u00e4\u00e4 my\u00f6s, ett\u00e4 luotettavammat kallistuarvot saadaan skannamalla koko 360\u00b0 asteen horisontaalinen alue verrattuna kapean \u201dskannausikkunan\u201d skannaamiseen kuten tehd\u00e4\u00e4n haluttaessa mitata vain yksityiskohtia. T\u00e4ss\u00e4 syyst\u00e4 olemme aina korostaneet 360\u00b0 panoraamamittauksen t\u00e4rkeytt\u00e4, jos kallistusantureiden arvoja halutaan hy\u00f6dynt\u00e4\u00e4 esimerkiksi pistepilvien rekister\u00f6innin yhteydess\u00e4.<\/p>\n

Riegl VZ-sarjan skannereissa kallistumia mitataan jatkuvasti mittauksen aikana (normaali moodi). Ajallisesti pitkiss\u00e4 skannaus-sessioissa, kuten monitorointimittauksissa, voidaan valita moodi, jossa skanneri m\u00e4\u00e4ritt\u00e4\u00e4 kallistusanturin sis\u00e4iset virheet ennen ja j\u00e4lkeen skannauksen, jolloin saadaan m\u00e4\u00e4ritetyksi mahdolliset anturin sis\u00e4iset s\u00e4hk\u00f6iset muutokset ja niiden vaikutus skannauksen aikana mitattuihin anturin arvoihin. T\u00e4ss\u00e4 moodissa skanneri mittaa my\u00f6s kallistuksen muutokset jatkuvasti skannauksen aikana. Koska skannauksen nopeus vaikuttaa kallistusarvojen mittaukseen, saadaan hitaammalla py\u00f6rimisnopeudella paremmat kallistusarvojen mittaukset. Riegl VZ-400 tapauksessa tutkimus osoittaa hyv\u00e4n tuloksen saavutettavan suuremmilla kuin 100 s mittausajoilla. Jos kallistusanturien systemaattista virhett\u00e4 halutaan elimoida, niin skanneri voidaan ohjelmoida py\u00f6rim\u00e4n sek\u00e4 my\u00f6t\u00e4- ett\u00e4 vastap\u00e4iv\u00e4\u00e4n, jolloin virheet teoriassa kumoavat toisensa.<\/p>\n

Tietyiss\u00e4 tilanteissa kallistusanturit on otettava pois p\u00e4\u00e4lt\u00e4 – esimerkiksi skannatessa keikkuvissa laivoissa tai k\u00e4ytett\u00e4ess\u00e4 skanneria vinossa asennossa. Normaalitapauksissa lopputulos on kuitenkin selv\u00e4: kun skanneri on pystysuorassa asennossa kallistusanturien toiminta-alueella, niin kallistusanturien on hyv\u00e4 olla aina toiminnassa optimaalisten mittaustulosten saavuttamiseksi.<\/p>\n

L\u00e4hteet:<\/p>\n

– Silvia, E. and Olsen, M. (2012). \u201dTo Level or Not to Level: Laser Scanner Inclination Sensor Stability and Application.\u201d J. Surv. Eng., 138(3), 117\u2013125.<\/p>\n

– Hannu Heinonen \u2013 Zeiss Elta S ja Nikon NPL-700 takymetrien suunnittelutiimien j\u00e4sen<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Laserskannerien komponenteista tehd\u00e4\u00e4n v\u00e4h\u00e4n tutkimusta, joten Evon Silvian opinn\u00e4ytety\u00f6h\u00f6n perustuvaa tutkimusta skannereiden kallistusantureista on mielenkiintoista lukea. 3D-laserskannereissa on tyypillisesti kallistusantureita, joita voidaan my\u00f6s kutsua kompensaattoreiksi (compensator, inclination sensor, tilt sensor yms.). Kallistusantureita on useita tyyppej\u00e4, mutta ne ovat tyypillisesti rakenteeltaan opto-elektronisia. Kallistusanturit mittaavat skannerin koordinaatiston X- ja Y-kiertoa (eng. Roll ja Pitch) suhteessa painovoimavektoriin. Joissain […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6,10],"tags":[66,142,29],"class_list":["post-972","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-laserkeilaus","category-riegl","tag-kallistusanturit","tag-laserkeilaus","tag-laserskannaus"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/972","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=972"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/972\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=972"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=972"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=972"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}