Kvalitetskontroll av en fasmätande terrester laserskanner FARO Focus^3D

Sammanfattning:

Det finns en ISO-standard (ISO-17123) som anger hur de flesta geodetiska mätinstrument ska kontrolleras. Denna standard omfattar dock inte terrester laserskanners (TLS). Detta trots att sådana instrument har funnits ute på marknaden ett tag. National Institute of Standards and Technology (NIST) i USA har utvecklat en amerikansk standard för detta ändamål. Den är möjlig att använda i väntan på att en ISO-standard för TLS fastställts.

Syftet med detta examensarbete är att undersöka en fasmätande laserskanner FARO Focus^3D, som tillhör avdelningen för mätnings- & kartteknik på Tyréns AB i Stockholm. Närmare bestämt har vi riktat in oss på ”osäkerheten i avståndsmätning, och hur denna påverkas av avstånd och infallsvinkel”. Ett ytterligare syfte är att undersöka huruvida en metod, utvecklad av Fédération Internationale des Géomètres (FIG), för bestämning av nollpunktsfelet för totalstationer kan appliceras på TLS. Undersökningen har ägt rum under våren 2012 i och utanför den ca 50 m långa mäthallen i hus 45 vid Högskolan i Gävle. Avstånden som studerades inomhus var 10 – 40 m med intervall om 10 m, samt med både sfäriska och platta svartvita signaler. De sista med infallsvinkeln 0°, 30° och 45°. Även bestämningen av nollpunktsfelet utfördes inomhus med ett avstånd på 30 m med ett intervall på 10 m. Avstånden som undersöktes utomhus var 20 – 120 m med intervall om 20 m med samma signaler. Avstånden vi bestämde oss för att studera valdes pga. att specifikationerna angav att FARO Focus^3D skulle klara av att registrera returer från dessa avstånd, där 120 m var det maximala avståndet som angavs.

Vid kontroll av avvikelserna mot ett referensavstånd vid avstånden 10 – 40 m inomhus uppfyllde endast mätningarna mot två signaler laserskannerns specifikationer. De två signalerna var sfärerna vid 20- och 40 m avstånd från instrumentet. Vid kontroll av avståndsbruset uppfyllde inga mätningar mot signaler vid något avstånd laserskannerns specifikationer. Dock är avståndsbruset nästan hela tiden ganska lågt, förutom vid 40 m och infallsvinklarna 30° och 45°. Här var ökningen av bruset väldigt kraftig. Vid mätningarna utomhus gick det inte att registrera några signaler. Punkttätheten var för gles och antalet laserreturer alldeles för få.

Gemensamt för alla mätningar mot svartvita signaler, oberoende av infallsvinkel, är att de har den minsta avvikelsen från referensavståndet vid det längsta testade avståndet, dvs. 40 m från instrumentet. Mätningarna mot sfärerna har vid alla avstånd en lägre avvikelse mot referensavståndet än vad de svartvita signalerna har. Emellertid har skanningarna mot sfärerna en högre standardosäkerhet än mot de svartvita måltavlorna, som endast var högre vid det längsta avståndet, 40 m. Vi anser att metoden för bestämning av nollpunktsfel är lätt och relativt snabb att arbeta enligt, samt att den är användbar för TLS. Vår slutsats är att längre avstånd från instrumentet inte nödvändigtvis behöver ge större avvikelser mot ett referensavstånd. I stället kan det resultera i mindre avvikelser.