Mätosäkerhet vid indirekt längdmätning med laserskanner Leica BLK360

• Main Author: Stawe, Daniel
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: Högskolan i Gävle, Samhällsbyggnad, GIS 2018
• Subjects: Laser scanning; Leica BLK360; range uncertainty; range noise; Laserskanning; längdmätningsosäkerhet; avståndsbrus; Other Civil Engineering; Annan samhällsbyggnadsteknik
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:hig:diva-28061

The need for 3D-data has increased in the modern society. The data is used in many applications such as terrain models, documentation of buildings and infrastructure and can also be used for restauration or when monitoring deformations. Laser ranging is an important source to collect this type of information. Technical development has contributed with smaller and cheaper units and increased performance. Leica BLK360 was released in 2016 and is an example of this technological upraise. Since the model is new, it is interesting to investigate its performance. The goal of the study was to evaluate the performance of the length measurements by performing indirect measurements, as well as to investigate the range noise. These tests were performed at targets at different range indoors. The study took place at the lab facility at Heimdall at the University of Gävle. The method that was used, was to perform indirect measurements with targets on a line. The targets were placed with approximately 10 m in between. The results of scanned parallel targets were measured, it shows uncertainty that is smallest at 30 m (just over 2 mm) and highest at 40 m (over 5 mm). No statistical differences could be confirmed in this data. When non parallel targets was measured, the calculated uncertainty differences were 2–3 mm at 20–40 m (0° scanning angle). Low uncertainty was measured at 0° scanning angle, at higher angles uncertainties are increased. Differences could only be statistically confirmed on 40 m 45° and 10 m 0°. A conclusion from the investigation is that the measured uncertainties would be larger than if direct measurements was made. The results in this study based off indirect measurements, could not be compared to results made by direct measurements. The uncertainties would however be smaller in this type of study. When investigated the range noise it showed close to a linear curve in different scanning angles, when studying distance at 0–30 m except the target at 10 m. Statistically significant differences could be found for most measurements of range noise. The range noise is not specified in the user manual. The scanner works well at scanning indoor spaces, the low density point cloud at far range could be a limiting factor in some situations. === Behovet av 3-D data är stort i dagens samhälle. Det kan användas till att göra terrängmodeller, vid dokumentation av byggnader och anläggningar för renovering eller mätning av deformation etc. Laserskanning är ett viktigt sätt att samla in den typen av information. Teknisk utveckling har bidragit starkt till att förbättra prestanda, bidra till lägre vikt för enheterna och sänka kostnaderna för denna typ av utrustning. Leica BLK360 är en skanner som lanserades 2016 och är en tydlig representant för denna utveckling. Då skannern är ny finns intresse att undersöka dess prestanda, vilket görs i detta arbete. Målet med studien var att bedöma mätosäkerhet mot signaltavlor bestående av svagt gråtonade skivor på vissa givna avstånd, vilket kom att ske i inomhusmiljö. Dessa mätningar gjordes med indirekt längdmätning och slutsatser kring resultatens giltighet vid direkt längdmätning drogs. En bedömning gjordes också av avståndsbrusets storlek vid olika infallsvinklar. Arbetet syftade till att uppnå målen genom tester som utfördes i laborationshallen Heimdall på Högskolan i Gävle (HIG). Längdmätningsosäkerheter beräknades genom RMS-värden och resultatet för mätningar vid parallella plan visar att skillnader mot referensavstånd är lägst vid 30 m (drygt 2 mm) och det högsta värdet på signalen vid 40 m (drygt 5 mm). Generellt var det statistiska underlaget inte tillräckligt stort för att dra slutsatser kring skillnaderna i dessa längdmätningar. För motsvarande bedömning vid icke-parallella plan visade resultaten 2–3 mm vid 0° för längder på 20–40 m. Vid större infallsvinklar ökade sedan mätosäkerheten. Från de flesta av mätningarna kunde inte statistisk skillnad säkerställas på grund av liten mätserie, det kunde främst konstateras skillnad mellan värdet på 40 m 45° samt 10 m 0°. En slutsats som drogs är att de osäkerheter som uppmättes kunde anses större än om direkt längdmätning hade använts. Vid undersökning av avståndsbrusets storlek upptäcktes en förhållandevis linjär utveckling vid de olika infallsvinklarna, om bedömning enbart görs vid 0–30 m. Vid dessa mätningar kunde statistiska säkerställda skillnader konstateras i mycket hög omfattning. Skannern fungerar bra vid skanning inomhus, något som kan upplevas som en begränsning är ett förhållandevist glest punktmoln på längre avstånd, särskilt vid större infallsvinklar