Che cos'è il LiDAR e come funziona con Reality Cloud Studio, alimentato da HxDR?
Se sei nuovo alla cattura della realtà, ecco una breve panoramica di cosa sono le tecnologie LiDAR e di scansione laser, come funzionano e come aiutano a creare le nuvole di punti utilizzate da Reality Cloud Studio, la nostra piattaforma basata sul cloud per la collaborazione, la registrazione, il meshing e l’archiviazione dei dati automatizzati.
Parliamo di LiDAR
Il LiDAR, o Light Detection and Ranging, è stato inventato nel 1960 ed è rimasto la provincia della tecnologia super-alta, riservata ad attrezzature specializzate e professionisti formati. Ora è praticamente comune, con i sensori LiDAR nelle nostre auto e smartphone, gli aspirapolvere robotizzati e le attrezzature agricole.
Il LiDAR, sia in forma meccanica che allo stato solido, alimenta la maggior parte dell’hardware di Leica Geosystems, dalla nostra popolare serie BLK al Leica RTC360 e oltre. Con pochi laser e la giusta combinazione segreta di software e firmware, è possibile catturare tutto il mondo in 3D.
Ma cos’è il LiDAR, come funziona e cosa produce?
Spiegazione del LiDAR
Il LiDAR è semplice: non è diverso dal radar. Invia un impulso laser verso l’oggetto da misurare, che lo respingerà e ritornerà all’unità LiDAR. Fornisce dati di misura basati sulla distanza che il laser ha impiegato per inviare e sulla distanza ricevuta dal distanziometro laser. Ciascuna di queste misurazioni laser è un “punto”. Ripetendo questo processo super rapido – milioni di volte al secondo – il sistema crea una mappa dettagliata degli oggetti circostanti, chiamata nuvola di punti.
Questo è il principio di base dei dispositivi LiDAR in generale. Tuttavia, esistono due approcci principali alla misura LiDAR per la scansione laser 3D: LiDAR meccanico, come il LiDAR a doppio asse di Leica BLK360, Leica RTC360, Leica BLK2GO, e LiDAR a stato solido, come i sensori dual Time-of-Flight (ToF) utilizzati in Leica BLK2GO PULSE.
Ecco come funziona.
Dati meccanici
I sistemi LiDAR meccanici utilizzano specchi o prismi rotanti per dirigere un raggio laser su un ampio campo visivo, consentendogli di acquisire punti davanti, sopra e dietro lo scanner laser. Questi sensori sono lo standard di riferimento per l’acquisizione della realtà 3D ad alta risoluzione con un raggio sano dettato dalla potenza del laser e dal suo raggio concentrato.
LiDAR a stato solido
Il LiDAR a stato solido, invece, non ha parti mobili. È piccolo, resistente e compatto, quindi è il tipo di LiDAR che appare nei prodotti di consumo come gli smartphone di fascia alta.
BLK2GO PULSE, ad esempio, utilizza un sistema LiDAR a stato solido con due sensori Time-of-Flight che misurano il tempo necessario al raggio laser per tornare al sensore in tempo reale. Poiché questo sistema è allo stato solido, vi è sincronia tra le misure e l’elaborazione dei dati; questo consente a BLK2GO PULSE di acquisire e fornire nuvole di punti accurate all’utente in tempo reale, cosa che il LiDAR meccanico non può fare. Il compromesso è un campo visivo ristretto con una precisione inferiore rispetto a un’unità meccanica.
In che modo LiDAR crea una nuvola di punti?
Abbiamo discusso di come LiDAR crea un punto, ma come funziona la creazione di una nuvola di punti?
Per acquisire una nuvola di punti, una raccolta di milioni di misure in tre dimensioni che rappresentano una struttura, un edificio o un oggetto del mondo reale, il LiDAR in uno scanner laser funziona molto più velocemente di una tecnologia simile come un distanziometro laser. Nel BLK360, ad esempio, invia e riceve 680.000 punti laser al secondo mentre lo scanner ruota di 360 gradi per acquisire l’intero spazio circostante. È ancora fondamentalmente un distanziometro laser in qualche modo, ma è potenziato da hardware e software. Poiché funziona così velocemente e acquisisce misure a 360 gradi, crea una nuvola di punti anziché acquisire solo una o poche misure alla volta.
Questi punti, le singole misurazioni LiDAR, si uniscono in pochi secondi come una rappresentazione digitale di ciò che lo scanner laser ha acquisito. Può trattarsi di un’intera stanza, di un intero edificio o persino di un ambiente esterno. Acquisisce tutto nella linea di vista del distanziometro laser dello scanner laser.
