Theorie und Praxis des terrestrischen Laserscannings - Página web ...

Typische phasenbasierte Scanner modulieren ihr Signal sinusförmig, amplitudenbasiert (AM)
oder frequenzbasiert (FM), als pseudo-rauschen oder polarisiert. Im Fall eines sinusförmig
modulierten Signals wird das reflektierte Licht mit Hilfe von vier Auswahlpunkten demoduliert,
die zur emittierten Welle getriggert sind. Außer den vier Messungen c(τ0), c(τ1), c(τ2) und
c(τ3) der Phasenverschiebung ΔΦ, kann das Offset B und die Amplitude A berechnet werden:
B =
c( τ 0) + c(
τ1)
+ c(
τ 2) + c(
τ 3)
4
A =
( c(
τ 0) − c(
τ 2))
2
+ ( c(
τ1)
− c(
τ 3))
2
2
⎛ c(
τ 0) − c(
τ 2) ⎞
Δφ
= arctan⎜
⎟
⎝ c(
τ1)
− c(
τ 3) ⎠
Die Phasendifferenz kann mit einer Laufzeit in Beziehung gesetzt werden, die der ähnlich ist, die
mit impulsbasierten Scannern gemessen wird. Die Beziehung zwischen Phasendifferenz (ΔΦ),
modulierter Frequenz (fmodulated), und Laufzeit (t) ist:
t =
Δφ
2π. f
mod ulated
Entsprechend der Gleichung zur Messdistanz des Time-of-Flight Scanners ist die Distanz zum
Messpunkt gegeben durch
D =
( c.
t)
c Δφ
= .
2 4. π f
mod ulated
Wieder geben Zahlen, die eingesetzt werden können, ein besseres Verständnis für diese
Größen. Mit einer Frequenz von 10MHz und eine Phasenauflösung von 0.01 Grad (ist mit der
Standardelektronik nicht allzu schwierig zu erreichen) bekommen wir eine Auflösung in z von
über 0.5 mm.
Kontinuierliche Strahlmodulations-Scanner haben ebenfalls eine eindeutige maximale
Reichweite ähnlich den impulsbasierten Time-of-Flight Systemen. Für diese Systeme ist die
Reichweite darauf beschränkt, wenn die Phasenverzögerung bei der Sinuswelle einen
vollständigen Zyklus erreicht hat. Die Gleichung für die eindeutige maximale Distanzmessung in
einem kontinuierlichen Wellensystem ist gegeben durch
z
amb
=
2. f
c
mod ulated
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