Nhóm Kỹ thuật Công nghệ Công ty TNHH ANTHI Việt Nam tổng hợp, dịch và biên soạn.

ĐỘ ỔN ĐỊNH BỀ MẶT KHU VỰC

Giống như các phương pháp đo đạc truyền thống khác, kỹ thuật quét laser 3D cũng chịu ảnh hưởng lớn khi hoạt động trong khu vực có các hoạt động gây ra rung lắc bề mặt như khu vực có các dư chấn chuyển dịch, khi đo quét trên cầu có nhiều phương tiện vận tải nặng lưu thông, trong các nhà máy có thiết bị xoay hoạt động liên tục, trên công trường khai thác khoáng sản hoặc xây dựng, gần các khu vực khoan và nổ mìn phá đá … Những chấn rung này làm cho chân máy quét không ổn định ở một vị trí trong cả chu trình hoàn thành một trạm quét, vì thế nó gây ra sự sai lệch số liệu ở những thời điểm khác nhau trong quá trình máy quét laser 3D hoàn thành một chu kỳ vận hành (hay thời gian hoàn thành một vị trí đặt máy).

Để khắc phục được yếu tố ảnh hưởng này, cần sử dụng các loại chân máy có độ ổn định cao, có khả năng triệt tiêu được một phần những rung động do môi trường khu vực tạo ra. Trong trường hợp khu vực có các hoạt động gây rung động mạnh, cần xác định những khoảng thời gian phù hợp để triển khai đo quét mà không bị các yếu tố rung động gây ảnh hưởng tới kết quả đo.

Các yếu tố trên thực địa có khả năng ảnh hưởng tới hoạt động của máy quét laser 3D, chất lượng số liệu quét cũng như độ chính xác của số liệu đám mây điểm.

MẬT ĐỘ ĐỐI TƯỢNG DI CHUYỂN TRONG KHU VỰC

Với các máy quét laser 3D có khoảng cách dài, khi hoạt động tại các khu vực bận rộn có nhiều phương tiện tham gia như khi quét trên đường phố, quét thu số liệu trên khai trường mỏ với các phương tiện vận chuyển và khai thác di chuyển liên tục (xe ủi, xe ben, máy xúc, máy đào …) chịu ảnh hưởng lớn của các đối tượng di chuyển thường xuyên gây ra. Ảnh hưởng đầu tiên là hiện tượng “nhiễu” kết quả đám mây điểm, tiếp theo là làm “khuyết” số liệu tại một vùng đúng thời điểm tia laser quét trúng đối tượng di chuyển.

Những số liệu “nhiễu” không mong muốn này có thể được loại bỏ trong quá trình xử lý số liệu sau này, tuy nhiên nếu quá trình xử lý số liệu không được thực hiện một cách cẩn trọng, đây sẽ là những nguồn sai số gây biến dạng một phần của mô hình số liệu tổng thể, đôi khi gây ra những nhận định sai lệch về đối tượng trong thực tiễn.

CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT

ĐỘ CHÍNH XÁC GÓC

Tín hiệu laser bị làm chệch hướng bằng việc sử dụng một thiết bị xoay nhỏ (gương hoặc lăng kính) sau đó mới gửi từ đây tới các đối tượng trên thực tiễn. Góc thứ hai này trực giao với góc thứ nhất, và có thể bị thay đổi do sử dụng các trục cơ khí hoặc các thiết bị quang học xoay khác. Các phép đọc cho những giá trị góc này được sử dụng để tính toán tọa độ 3D của các điểm đo về sau. Bất kỳ một sau số nào có nguyên nhân đến từ các trục/góc hoặc các thiết bị đọc giá trị góc cũng sẽ gây ra sai số do đường thẳng trực giao của tia laser bị biến dạng.

Như đã đề cập trong phần trên, để xác định vị trí của các điểm đo đơn lẻ trong tập hợp đám mây điểm phục vụ cho việc đo lặp ở vị trí đặt máy khác bằng kỹ thuật quét laser 3D là việc vô cùng khó khăn, đã có rất nhiều thí nghiệm mang tính khám phá liên quan tới nhiệm vụ này từng được thực hiện, tuy nhiên nó không giống với các phương thức đo đạc truyền thống, số liệu quét laser 3D bao giờ cũng là một tập hợp rất nhiều điểm cấu thành bề mặt đối tượng thực tiễn. Sai số này có thể xác định được bằng cách đo các khoảng cách ngang và đứng giữa các đối tượng (có thể sử dụng quả cầu mục tiêu) được đặt tại cùng một vị trí tính từ vị trí đặt máy quét sau đó so sánh các giá trị đo được bằng máy quét laser với số liệu đo được từ các thiết bị và phương pháp đo khác được coi là có độ chính xác cao hơn.

ĐỘ CHÍNH XÁC KHOẢNG CÁCH THEO NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ MÁY QUÉT

Các loại máy quét laser 3D có nguyên lý thiết kế khác nhau cũng có độ chính xác khác nhau. Trong trường hợp máy quét nguyên lý khoảng cách (Ranging Scanners), khoảng cách được tính toán sử dụng tốc độ di chuyển của ánh sáng (Time of Flight) hoặc so sánh sự khác biệt pha (Phase Comparision) giữa tín hiệu gửi đi và tín hiệu phản hồi. Đối với những máy quét có khoảng cách lên tới 100 mét độ chính xác tương đối đồng nhất trên toàn dải.

Các  máy quét laser 3D nguyên lý tam giác đạc (Triangulation Scanners) giải quyết việc xác định khoảng cách trong một tam giác hình thành bởi bộ đo từ thiên hay độ lệch tín hiệu laser, điểm phản xạ trên bề mặt đối tượng và tâm chiếu hình của camera gắn ở khoảng cách cố định từ thiết bị đo độ lệch. Camera được sử dụng để xác định hướng quay trở lại của tín hiệu laser.

Sai số khoảng cách có thể quan trắc được khi đã biết các khoảng cách theo hướng bằng cách đo đạc tham chiếu. Nếu máy quét không được trang bị sẵn điểm tham chiếu định trước (ví dụ như định tâm bắt buộc chẳng hạn), các thức duy nhất để xác định những khác biệt khoảng cách chính là đo khoảng cách giữa các tấm mục tiêu sử dụng làm điểm tham chiếu. Các vật thể khác như bề mặt phẳng, đối tượng hình trụ hoặc quả cầu mục tiêu cũng có thể sử dụng để kiểm tra sai số khoảng cách, nếu vị trí của chúng có thể đo đạc được một cách chính xác, bằng cách sử dụng các thiết bị và phương pháp đo được coi là có độ chính xác cao hơn độ chính xác công bố của máy quét laser 3D về mặt lý thuyết.

(Còn tiếp)

Mọi thông tin xin liên hệ với chúng tôi qua hòm thư: info@anthi.com.vn