Come funziona un laser scanner?

milioni di punti in pochi secondi

Fino a pochi anni fa era impensabile durante un rilievo topografico ottenere decine di migliaia di punti con coordinate note in brevissimo tempo, oggi grazie ai laser scanner, è possibile acquisire milioni di punti dell'oggetto o dell'ambiente desiderato, permettendo a chi utilizza questa strumentazione di ridurre drasticamente i tempi di rilievo in sito rispetto a quelli di un tradizionale rilievo topografico.

Grazie alla rotazione del corpo del laser scanner, la misurazione delle strutture avviene a 360° sull'asse orizzontale e a 330° sull'asse verticale garantendo un ricoprimento praticamente totale delle aree da acquisire. 

Il dato del laser scanner resta di semplice utilizzo e permette all'operatore o al progettista di ricostruire realmente gli ambienti, infatti ogni scansione realizzata in sito viene elaborata e unita alle altre tramite appositi software di ricostruzione, realizzando la "nuvola di punti", ovvero il dato 3D della struttura misurata.

La nuvola di punti

Output del laser scanner

Il laser scanner è una strumentazione topografica in grado di lavorare autonomamente a fronte di un settaggio da parte dell'operatore basato sull'ambiente o oggetto da misurare. La scelta dei parametri di scansione oltre che alla posizione delle strumento è una delle operazioni più delicate durante l'acquisizione del dato e può garantire o meno la buona riuscita del rilievo.

Una volta impostato, l'operatore può dare inizio al rilievo, procedendo di scansione in scansione al ricoprimento di ampie e complesse strutture per la generazione della "nuvola di punti".

Tecnicamente la nuvola di punti è una banca dati che contiene un certo numero di punti in un sistema di coordinate tridimensionale xyz noto.

Un oggetto o una superficie può essere descritto in maniera più o meno dettagliata in base alla distanza tra i punti utilizzata per descriverlo ovvero la densità, questa rappresenta il numero di punti che compongono una “cloud point”. Più una nuvola è densa, più è in grado di rappresentare la forma dell’oggetto, della superficie o dello spazio rilevato in maniera realistica.

È essenziale capire che la nuvola di punti è un insieme di punti individuali, indipendenti tra di loro, con posizione e colore (ove esiste il dato RGB) definiti.

Velocità

la misurazione di milioni di punti in pochi secondi, genera la nuvola di punti

Precisione e accuratezza

La nuvola di punti descrive in maniera realistica l'oggetto misurato

Colorazione realistica

Con il dato RGB fotografico è possibile colorare la nuvola di punti

Scan to BIM

La nuvola di punti può essere importata direttamente in software CAD e BIM

Operazioni di "make-up"

pulizia della nuvola

A seconda delle superfici rilevate con il laser scanner, la nuvola di punti può essere "sporca" ovvero presentare punti sparpagliati o porzioni di oggetti o persone che erano presenti momentaneamente sulla scena del rilievo.

Questi punti sono chiamati “disturbo” possono essere preliminarmente filtrati con gli appositi software in dotazione ai laser scanner e se ancora presenti, eliminati manualmente attraverso un’operazioni di “pulizia” che spesso richiedono molte ore di post elaborazione dei dati.

Fondamentale per la realizzazione di un’ottima nuvola di punti è sicuramente avere il completo accesso e visibilità alle superfici da digitalizzare al fine di ottenere un ottimo ricoprimento, tutti gli oggetti da rilevare devono essere possibilmente liberi e raggiungibili, in questo modo, con la combinazione di più posizioni di scansione si potrà fornire una nuvola di punti completa e realistica dell’oggetto rilevato.

Al termine delle operazioni di pulizia, è possibile esportare la nuvola di punti in diversi formati tra cui:

  1. .E57 il formato "open" utilizzabile con tutti i programmi 
  2. .RCP il formato autodesk Recap
  3. .FLS il formato della FARO 
  4. .PTS il formato della Leica

Uso dei dati laser scanner

misurazione, catalogazione e ispezione

La nuvola di punti generata è la base di partenza per la creazione di elaborati 3D o 2D. con essa si è in grado di ottenere piani e sezioni della struttura acquisita in ogni direzione, eliminare porzioni che interferiscono, creare viste assonometriche e sezioni verticali.

La nuvola di punti 3D,  può essere interrogata in ogni istante direttamente sul proprio computer, la possibilità di navigare e visualizzare il rilievo in prima persona, permette di ridurre a zero le trasferte sul sito di interesse, le operazioni di misurazione, ispezione e catalogazione delle strutture, possono essere effettuate in qualunque momento, il modello generato può quindi essere utilizzato per tutte le operazioni di “data mining” ovvero di estrazione automatica o semiautomatica di informazioni da enormi quantità di dati.

Oggi, grazie all’uso del laser scanner è possibile rilevare grandi porzioni di ambienti interni o esterni, in breve tempo, andando a stravolgere completamente l’idea di rilevo. Ciò che in passato si riteneva impossibile, ovvero acquisire centinaia di migliaia di punti in pochi minuti annullando del tutto gli eventuali errori commessi dall'operatore, oggi è ormai realizzabile grazie all'uso del laser scanner, ottenendo come prodotto finale le “nuvole di punti” 3D (Cloud point) composte da milioni di punti di coordinate note, utilizzabili per tutte le analisi e interrogazioni necessarie, permettendo di migliorare e velocizzare tutto il processo progettuale, riducendo alla fonte alcuni rischi dovuti alla mancanza di informazioni o dati non corretti.

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