LO STRUMENTO MIGLIORE: come scegliere lo strumento in base alle esigenze di rilevamento

Come in ogni settore e in ogni mercato, anche il mondo dei rilievi con tecnologia laser scanner 3D è composto da una serie di aziende che si spartiscono il mercato fornendo prodotti sempre più tecnologici, prestanti e competitivi.

Ad oggi sul mercato ci sono tanti e differenti prodotti, ognuno con caratteristiche specifiche, prezzi diversi, ma soprattutto prestazioni diverse, adatte a specifiche situazioni.

Trovare un laser scanner che vada bene per qualsiasi rilievo, al momento sul mercato è difficile da trovare. Allo stato attuale non esiste uno strumento in grado di soddisfare contemporaneamente tutte le esigenze che si presentano sul mercato.

La scelta dello strumento deve dunque essere effettuata, a seguito di una fase strategica che deve precedere sempre un rilievo, sulla base di molteplici caratteristiche:

ACCURATEZZA

Primo punto fondamentale da prendere in considerazione nella scelta di uno strumento è senza ombra di dubbio la sua accuratezza. Essa si presenta come fattore determinante nel caso ad esempio del rilievo architettonico o industriale, in cui è necessario visualizzare anche piccoli dettagli, mentre per i rilievi ambientali risulta sempre importante ma non così fondamentale.

La qualità globale nell’acquisizione della nuvola di punti deriva dalla combinazione delle accuratezze ottenute nella misura delle singole caratteristiche fisico-geometriche, ed è influenzata inoltre da caratteristiche intrinseche all’oggetto rilevato e dalle condizioni ambientali.

VELOCITA’ DI ACQUISIZIONE

Fattore decisamente rilevante per quanto riguarda la produttività del rilevamento è la velocità di acquisizione. La durata di ogni singola scansione infatti può durare da alcuni secondi ad alcune decine di minuti.

I fattori che influenzano la velocità sono molteplici, come ad esempio il campo visivo di acquisizione, il passo angolare, il principio di misura del range (cioè se lo scanner è a tempo di volo, differenza di fase o triangolazione), la distanza dell’oggetto, la velocità dei sistemi meccanico-ottici di puntamento e deflessione.

Se si dovesse per esempio effettuare una scansione di un medesimo oggetto ma con strumenti diversi, potremmo notare che, a parità di condizioni generali quali campo di acquisizione, di passo angolare, condizioni ambientali, ecc. la vera differenza sarà data dal sistema di misurazione del range che inciderà in maniera rilevante sulla velocità di acquisizione del singolo punto.

RANGE DI MISURA

Come appena sottolineato, sia il principio di misura del range, sia la distanza massima a cui il sensore può effettuare la misura sono due delle variabili più importanti per la scelta dello strumento da utilizzare.
Attualmente le portate dei laser scanner sul mercato vanno da alcune decine di centimetri ad alcune centinaia di metri.  Ovviamente, in tutti i casi, un aumento della portata corrisponde a una diminuzione della risoluzione d’acquisizione.

Il valore massimo di portata raggiungibile dipende anch’esso da alcuni fattori, come le caratteristiche del segnale emesso, la direzione con cui il raggio laser colpisce la superficie dell’oggetto, il “rumore” esterno per esempio disturbi ed interferenza in presenza di sorgenti luminose artificiali, la luce solare ed altre radiazioni luminose prodotte dal riflesso di oggetti vicini, ma soprattutto dalle caratteristiche di riflettività della superficie.
Infatti i materiali con elevato potere radio-assorbente e superfici molto inclinate, riducono l’intensità del segnale di ritorno allo strumento, limitandone la portata. (vedi articolo quali sono i più comuni imprevisti durante un rilievo laser scanner 3D e come risolverli?)

CAMPO VISIVO DELLO STRUMENTO

In commercio esistono tipologie di scanner, che dal punto di vista del campo visivo di acquisizione, possono essere suddivisi in 2 macro-settori:

1. Camera Scanner: caratterizzati da un limitato campo visivo, simile a una fotocamera, da un intervallo angolare di scansione anch’esso abbastanza limitato, sia sul piano orizzontale che su quello verticale. Dunque è un tipo di scanner raccomandato per superfici situate a lunga distanza per esempio.




2. Panorama Scanner: questa tipologia di scanner invece ha un campo visivo quasi sferico, limitato unicamente dalla base dello strumento. La quasi totale copertura del campo visivo garantisce scansioni dettagliate e precise ad esempio per interni di edifici.

DOTAZIONE DI CAMERE DIGITALI INTERNE O ESTERNE

Se lo strumento possiede una fotocamera interna l’immagine digitale viene acquisita dal CCD interno allo strumento, contemporaneamente alla scansione. Generalmente, in questi casi, l’immagine acquisita presenta una qualità piuttosto bassa, a causa della limitatezza dell’apparecchiatura fotografica.

Una soluzione alternativa, che ha portato a ottimi risultati in termini di qualità, è l’installazione di una fotocamera esterna montata sullo scanner. Di questa fotocamera sono noti i parametri interni, la posizione, e distanza focale e puntamento vengono controllati dallo stesso software di interfaccia dello strumento.

FACILITA’ DI TRASPORTO

Come spesso capita, chi lavora in questo settore si trova spesso a dover realizzare scansioni in zone difficilmente raggiungibili sia da un punto di vista geografico, sia da un punto di vista pratico.
In termini di logistica, praticità e semplicità di trasporto risultano essere fattori determinanti.  Le principali caratteristiche di cui tener conto sono:

• peso e dimensioni dello strumento,
• resistenza ad urti e vibrazioni che possono verificarsi durante il trasporto.
• qualità della custodia fornita a corredo dell’apparecchiatura.
• possibilità di utilizzare dispositivi di protezione dello strumento quando posto in stazione nella posizione di presa.

QUALITA DEL SOFTWARE D’ACQUISIZIONE

L’utilizzo dello strumento necessita di un’interfaccia software installata su PC o tablet generalmente. Avere uno strumento di qualità non sempre è sinonimo di software di qualità.

Avere un software di qualità è una delle condizioni forse più sottovalutate, ma che allo stesso tempo risultano essere determinanti.

Quando parliamo di qualità di un software stiamo parlando di:

• intuitività dell’interfaccia grafica e della scelta delle funzioni
• possibilità di avere una preview delle scansioni
• possibilità di avere una stima del tempo di scansione;
• possibilità di lavorare contemporaneamente su finestre di presa a differente risoluzione;
• possibilità di acquisizione automatica dei target.

Conclusione

Dunque dover identificare lo strumento principe risulta molto difficile, se non quasi impossibile. Le varianti che subentrano nella scelta sono moltissime, accompagnate anche dalle esigenze del rilievo. Probabilmente serverebbe un pezzo di ogni strumento per poter creare quello definitivo.

Al momento possiamo solo dire che per eseguire un buon rilievo scegliere lo strumento giusto rappresenta senza dubbio la chiave del successo.