Số 51/2017: Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng số liệu và độ chính xác khi ứng dụng kỹ thuật quét Laser 3D – Số 5

Image Content

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

Ngoài ra đối với những dự án có yêu cầu cụ thể về hệ thống tọa độ hoặc các dự án đòi hỏi độ chính xác của quá trình nắn ghép đặc biệt cao, sẽ phải sử dụng thiết bị đo có độ chính xác được coi là cao hơn so với độ chính xác của máy quét laser 3D công bố.

Trong thực tiễn máy toàn đạc điện tử độ chính xác cao là lựa chọn phù hợp nhất để thực hiện nhiệm vụ xác định tọa độ cho các tấm mục tiêu hoặc quả cầu, tuy nhiên điểm quan trọng mang tính quyết định ở đây chính là độ chính xác của máy toàn đạc điện tử và quy trình kỹ thuật đo bằng máy toàn đạc phải được thực thi một cách nghiêm ngặt để tọa độ của các tấm mục tiêu và quả cầu đo được có chất lượng cao nhất. Trong trường hợp tọa độ các điểm này được xác định bằng máy toàn đạc điện tử không chính xác và không đồng nhất, quá trình nắn ghép chắc chắn sẽ gặp rất nhiều khó khăn bởi bản thân số liệu quét laser đã có độ chính xác và tính đồng nhất cao hơn rất nhiều. Đây cũng là nguồn gây ra sai số tiềm tàng trong quá trình ứng dụng kỹ thuật quét laser 3D bởi chỉ cần một sự cẩu thả rất nhỏ của người điều khiển máy toàn đạc điện tử sẽ dẫn tới việc không thể nắn ghép được các trạm quét với nhau, hoặc có thể nắn ghép nhưng độ chính xác của đám mây điểm sẽ không được đảm bảo một cách tốt nhất theo chỉ tiêu kỹ thuật công bố.

TỐC ĐỘ GHI NHẬN SỐ LIỆU QUÉT LASER 3D

Tốc độ ghi nhận số liệu của các máy quét laser 3D thường dao động trong khoảng vài nghìn điểm mỗi giây lên tới 1.000.000 điểm, như vậy để thấy rằng tốc độ ghi nhận số liệu bằng kỹ thuật đo này rất cao (trong khi với phương pháp đo bằng toàn đạc điện tử chúng ta chỉ có thể ghi nhận được khoảng 700 điểm/8 giờ). Tốc độ ghi nhận số liệu cũng là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng và độ chính xác của số liệu quét laser 3D thu được từ thực địa.

Với mỗi vị trí đặt máy quét laser 3D, thời gian cần để hoàn thành một chu trình quét 3500 ngang x 3000 đứng diễn ra trong thời gian từ một đến 15 phút, như vậy khi chúng ta điều chỉnh tốc độ quét thì mật độ điểm quét cũng sẽ thay đổi theo, với tốc độ quét quá nhanh sẽ không đủ số lượng điểm cần thiết để có thể mô tả lại một cách chính xác các đối tượng trong thực tiễn theo đó sẽ rất khó khăn cho quá trình xử lý số liệu sau này. Ngược lại nếu quét với mật độ rất cao thì thời gian cần thiết cho mỗi điểm đặt máy lại kéo dài hơn, khối số liệu thu được có kích thước lớn hơn rất nhiều và quá trình xử lý số liệu sau này sẽ cần đến các máy tính có cấu hình mạnh hơn mới có khả năng đọc và hiển thị khối số liệu đám mây điểm hoàn chỉnh.

Trong thực tiễn triển khai, tùy theo đặc thù của từng dự án cũng như yêu cầu cụ thể về số liệu đám mây điểm và các sản phẩm chuyển giao để có thể điều chỉnh được tốc độ ghi nhận số liệu quét laser 3D một cách phù hợp nhất, vừa đảm bảo chất lượng và độ chính xác đồng thời vẫn đảm bảo khả năng xử lý sau số liệu đám mây điểm mà không cần phải nâng cấp hay thay đổi toàn bộ hệ thống phần cứng.

KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY QUÉT LASER 3D

Hầu hết các loại máy quét laser 3D thương mại hiện nay đều được chế tạo theo một trong hai nguyên lý là kỹ thuật xác định tốc độ di chuyển của ánh sáng TOF (Time of Flight) và kỹ thuật so sánh sự khác biệt về pha PCP (Phase Comparison Principle). Theo nhiều kết quả nghiên cứu cũng như thử nghiệm đánh giá độc lập đã công bố trên thế giới thì các máy quét kỹ thuật TOF thường đạt được độ chính xác cao hơn so với kỹ thuật PCP. Tuy nhiên độ chính xác cũng còn phụ thuộc nhiều vào các yếu tố khác như đã phân tích trong phần trên, cũng như quy trình kỹ thuật triển khai trong thực tiễn.

Cùng một đối tượng kiểm tra thực tiễn, cùng vị trí và quy trình quét thu thập số liệu nhưng máy quét laser 3D của các hãng khác nhau cũng cho số liệu đám mây điểm có chất lượng khác nhau rất nhiều.

QUÁ TRÌNH CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU

Cũng như tất cả các quy trình xử lý số liệu đồ họa khác, việc phải chuyển đổi (export hoặc import) số liệu quét laser 3D đến hoặc đi từ các phần mềm khác nhau cũng có khả năng gây ra những sai số hoặc làm thay đổi chất lượng số liệu bởi mỗi hệ thống phần mềm ứng dụng lại có những phương thức và cơ chế hoạt động khác nhau.

Tới thời điểm hiện tại, số liệu đám mây điểm thường có các định dạng chuẩn như e57, ptx, pts, fls, lfc… đặc biệt mỗi hãng sản xuất máy quét lại tạo ra một định dạng chuẩn cho riêng mình, các phần mềm xử lý số liệu của nhà sản xuất thứ ba muốn sử dụng số liệu bắt buộc phải thực hiện quy trình chuyển đổi, theo đó sẽ có những ảnh hưởng nhất định tới chất lượng cũng như tính toàn vẹn của cả khối số liệu đám mây điểm tổng thể đã tạo ra. Đây cũng là điểm cần hết sức lưu ý trong quá trình xử lý và trao đổi số liệu giữa các phần mềm ứng dụng.

(Còn tiếp)

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