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La misura del tempo di volo compreso tra emissione e ricezione del raggio definisce la
distanza tra il centro strumentale ed il primo punto che il raggio laser incontra e da cui è
riflesso. Tale misura può essere determinata con il metodo alternativo della differenza di
fase.
I sistemi ottico-meccanici di rotazione di cui il laser a scansione è dotato indirizzano il
raggio verso l’oggetto di interesse, mutando a piccoli passi gli angoli azimutale e zenitale.
Per la determinazione delle coordinate polari del singolo punto rilevato occorre conoscere
la misura del tempo di volo e dei due angoli di emissione del raggio. Questa tecnologia di
misurazione indiretta è denominata “Laser Range Finder Technology” o
LRF
. Le informa-
zioni vengono fornite all’interno di un sistema cartesiano di coordinate (x,y,z) con origine
nel centro strumentale; semplici operazioni di rototraslazione nello spazio permettono di
cambiare, a seconda delle esigenze, il sistema di riferimento. Quest’ultima procedura
viene applicata una volta eseguita l’intera scansione, quando tutti i dati di interesse del
rilievo sono stati acquisiti e il rilevatore può intraprenderne l’elaborazione.
I laser scanner con tecnologia a tempo di volo sono dotati di una distanza operativa
massima di alcune centinaia di metri, mentre l’accuratezza è variabile tra alcuni millimetri
e alcuni centimetri. Nella pratica si è riscontrato che l’accuratezza migliora per strumenti
laser con tecnologia a differenza di fase, che operano tuttavia con minore velocità e su
distanze ridotte.
Nell’ambito del Rilievo dell’Architettura la metodologia di rilevamento con laser a scan-
sione più ricorrente è quella del tempo di volo, per cui l’impulso laser viene emesso ad
una frequenza dell’ordine di alcune decine di kHz. In seguito alla ricezione del raggio il
sistema individua nel riferimento scelto i punti rilevati. I valori resi noti dallo strumento per
ogni punto acquisito sono:
1.
la distanza tra il centro strumentale e l’oggetto investito dal raggio laser (d);
2.
la misura dell’angolo zenitale del raggio emesso rispetto all’asse verticale dello
strumento (
ϕ
);
3.
la misura dell’angolo azimutale del raggio emesso rispetto ad un asse orizzon-
tale dello strumento preso a riferimento (
θ
) (fig.
2
).
Formule di conversione esprimono le coordinate sferiche ottenute nel sistema di rife-
rimento cartesiano interno all’apparato.
