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

erwärmt wird, sich ausdehnt und so langsam die Orientierung des Scanners verändert und
dadurch die Scandaten verfälscht.
Nicht nur die Temperatur der Ausrüstung, sondern auch die Temperatur der zu scannenden
Oberfläche ist von Bedeutung. Scannt man eine heisses Objekt, z. B. eine Industrieanlage,
verringert die durch die heisse Oberfläche verursachte Hintergrundstrahlung das Signal-Rausch-
Verhältnis und dementsprechend auch die Genauigkeit der Entfernungsmessung.
2.6.3.2. Die Atmosphäre
Laserscanner funktionieren nur in einem bestimmten Temperaturbereich ordnungsgemäß.
Sogar innerhalb dieses Bereichs können Messabweichungen beobachtet werden, besonders bei
der Entfernungsmessung.
Wie bei allen Laser basierten Entfernungsmessungen rühren naturbedingte Fehler primär von
Temperatur-, Druck- und Luftfeuchtigkeitsschwankungen her, die den Brechungsindex
beeinflussen und so die Wellenlänge der elektromagnetischen Energie verändern. Das
bedeuted, dass die Laserlichtgeschwindigkeit stark von der Luftdichte abhängt.
Die meiste Laserscanning Erfassungssoftware unterstützt zur Korrektur dieser Refraktion das
Setzen von Refraktions-Parametern. Generell sind die Scanner auf den ISO
Standardatmosphären Parameter (15°, 1013,25 hPa) voreingestellt. Arbeitet man unter anderen
atmoshärischen Bedingungen als der Standardatmosphäre, müssen diese Parameter angepasst
werden. Eine Temperaturdifferenz von 10°C bzw. ein Luftdruck von 35 hPa führt zu einem Scan-
Distanzfehler von 1mm/100m.
Auf kurze und mittlere Messdistanzen kann dieser Effekt das Resultat nicht ernstlich
beeinflussen. Für große Entfernungsmessungen oder hochgenaue Scans ist es unumgänglich,
die korrekten Atmosphären-Parameter einzusetzen.
Arbeitet man z. B. in einer Gebirgsregion, kann die höhenbedingte Temperaturabnahme auf
0.65°C/100m geschätzt werden und die Abnahme des Luftdrucks auf 10hPa/100m. Für eine
Scan-Station, die in einer Höhe von 2000 m aufgestellt ist, würde der Messfehler demnach über
8mm pro 100m Messstrecke betragen.
2.6.3.3. Interferenzstrahlung
Seitdem Laserscanner in einem sehr schmalen Frequenzband arbeiten, kann der
Genauigkeitsgrad der Entfernungsmessung durch externe Strahlung beeinflusst sein, z. B. von
starken externen Leuchtquellen. Spezielle optische Interferenzfilter können in Empfangsgeräten
verwendet werden, die nur den korrekten Frequenzen erlauben den Empfänger zu erreichen.
2.6.3.4. Verfälschung durch Bewegung
Die meisten Laserscanner scannen mit einer Rate von 2000 bis 500.000 Samples pro Sekunde.
Obzwar das sehr schnell ist, kann ein Scan in einer hohen Auflösung mit einem Time-of-Flight
Scanner 20-30 Minuten dauern und über 10 Minuten mit einem Impulsscanner. Während dieser
Zeit ist der Scanner für Vibrationen in seiner Umgebung, die Verschiebungen verursachen,
anfällig. Wir nennen das die Verfälschung durch Bewegung.
Weil jeder Punkt zu einer unterschiedlichen Zeit abgetastet wird werden die gesammelten Daten
durch jede Bewegung im Gegenstand bzw. des Scanners verfälscht. Deshalb müssen Scanner
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