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

2.5.2.3. Interferometrie (kohärent)
Abbildung 18: kommerzielle phasenbasierte Laserscanner
Interferometrie bedeutet, die Interferenz unterschiedlicher Lichtwellen zu verwenden, um
dreidimensionale Positionen im Raum aufzuzeichnen. Die optische Interferometrie wird seit dem
19. Jahrhundert angewandt [7]. Aufgrund der geringen Intensität und Kohärenz konventioneller
Lichtquellen blieben Distanzmessungen auf wenige Zentimeter beschränkt. Erst seit es die
Laser gibt konnten diese Beschränkungen aufgehoben werden. Die Laser erlaubten, dass sich
die Interferometrie zu einer schnellen, hochgenauen und vielseitigen Methode für weite
Distanzmessungen entwickelte.
Distanzmessungen mit Hilfe der Interferometrie sind sehr genau. Sie erlaubt einen höheren
Präzisionsgrad als die gepulsten Time-of-Flight Scanner oder die Methoden der
Strahlmodulation in der Telemetrie. Allerdings ist die Interferometrie am besten für Messungen
in einem kontrollierten Klima (z.B. Innenräume) und nur über Distanzen, die nicht größer als
einige 10 Meter betragen, geeignet.
Abbildung 19: Ein Michelson Interferometer [9]
Beim Laserinterferometer teilt sich der Laserstrahl mit Hilfe eines Strahlteilers, der einen Teil
des Strahls reflektiert (Referenzarm) und den anderen Teil durchlässt (Messarm). Beide Teile
des Strahls breiten sich entlang unterschiedlicher Wege aus und wenn die Strahlen
anschließend zusammengefügt werden, kommt es zur Interferenz. Sehr schmale Abstände
(Bruchteile der Wellenlängen) können detektiert werden (kohärente Detektion), und auch
längere Distanzen können mit geringer Messungenauigkeit gemessen werden (über die Zählrate
der Wellenlängen). Viele Systeme arbeiten nach diesem Prinzip wie zum Beispiel die
Holographie und das Speckle-Interferometer. Diese Systeme arbeiten mit einer sehr hohen
Genauigkeit, sind aber auch sehr teuer.
2.5.3. Strahlablenkungsmethoden
Um mehrere Punkte vom selben Standpunkt es Scanners aus zu messen muss der Laserstrahl
abgelenkt werden. Um nicht den Laser selbst bewegen zu müssen wird an seiner Stelle ein
Ablenkungsgerät benutzt. Die meisten Ablenkungsgeräte machen von einem Spiegel Gebrauch,
weil diese sehr viel leichter sind und demzufolge sehr viel schneller und mit größerer
Genauigkeit gedreht werden können. Es gibt eine Anzahl von Verfahren, die den Laserstrahl in
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