Il Laser Scanner

I Laser Scanner 3D rappresentano una soluzione eccezionalmente versatile per l'acquisizione di grandi quantità di dati con tempi di rilievo sensibilmente ridotti, mantenendo sempre altissime precisioni.

Gli Scanner 'Long Range Scanner' utilizzano la tecnologia del Tempo di Volo (TOF) che consiste nel calcolare la distanza misurando il tempo trascorso da quando l'impulso laser viene emesso dallo strumento, al suo ritorno dopo la riflessione sulla superficie colpita.

All'interno dello scanner è posizionata una fotocamera digitale che ha il duplice scopo di selezionare l'area di scansione e di catturare immagini dell'oggetto da rilevare. Combinando opportunamente il risultato della scansione (la nuvola di punti) con le immagini acquisite, è possibile visualizzare in real-time su ogni singolo punto il corrispondente valore RGB, ottenendo un immediato effetto foto-realistico.

Queste caratteristiche uniche, rendono oggi i Laser Scanner le macchine ideali per il rilievo di edifici, complessi monumentali, insediamenti industriali, siti archeologici, grandi infrastrutture, cave, anche in abbinamento ed a complemento di tecniche di rilievo tradizionali topografiche e fotogrammetriche.

Gli scanner più complessi misurano una maglia estremamente fitta di punti (3mm x 3mm a distanza di 100m), la cosiddetta 'nuvola', con una velocità di scansione che arriva fino a 5000 punti al secondo, in un raggio di 350m.

Grazie alla motorizzazione dei movimenti, con tali scanner si può effettuare una scansione con un angolo di veduta di 360°x 60° in un'unica sessione, con precisioni millimetriche.

Tale strumentazione permette inoltre di rilevare a distanza la morfologia di una struttura architettonica, attraverso un maggiore o minore raffittimento della maglia di scansione. In tal modo è possibile effettuare sia rilievi generali che di dettaglio in corrispondenza di elementi architettonici particolarmente complessi o significativi.

Il raggio laser restituisce, per ciascun punto reale della maglia "distesa" sul monumento, un punto virtuale dotato delle 3 coordinate spaziali. L'insieme di tutti i punti rilevati costituisce la "nuvola di punti", ovvero la "immagine solida" fedele del monumento.

Ogni raggio restituisce, oltre alle 3 coordinate del punto di maglia rilevato, anche il valore di riflettanza (quantità di raggio laser che torna all'origine), che cambia a seconda della natura del materiale, della sua lavorazione superficiale e dello stato di degrado.

La nuvola di punti, dotata delle informazioni spaziali e di riflettanza, costituisce un vero e proprio archivio virtuale dell'oggetto. Una volta ottenuta la nuvola, è possibile procedere con la rielaborazione dei dati a seconda dello scopo prefissato.

Scanner a corto raggio. E' una pistola laser dotata di due piccole videocamere che, tramite triangolazione ottica, istante per istante individuano la posizione del raggio laser sulla superficie dell'oggetto. Acquisisce 20.000 punti al secondo ad una distanza di 20 cm dall'oggetto, con una precisione di 0,5 mm. E' l'ideale per rilevare statue, bassorilievi, particolari architettonici, reperti archeologici, ecc..

Il Software. I dati provenienti dal rilievo con Laser Scanner, e cioè le nuvole di punti, vengono poi trattati con software dedicati, con i quali è possibile unire più scansioni automaticamente, creare sezioni orizzontali e verticali e ottenere rapidamente rappresentazioni a curve di livello. Le immagini catturate, anche da fonti esterne, possono essere spalmate sulla nube di punti o sulla mesh e utilizzate per generare ortofoto.

Le applicazioni di tale tecnologia.

Gli ambiti in cui è possibile applicare tale tecnologia sono molteplici, ad esempio citiamo:

- Rilievi architettonici, industriali, strutturali, archeologici, di ipogei, stradali, topografici;
- Digitalizzazione e catalogazione dei beni culturali;
- Ricostruzione di oggetti tramite macchine a controllo numerico in materiale lapideo, ligneo o metallico;
- Ricostruzioni tramite stampanti 3D di modelli in scala;
- Creazione di data-base multimediali dei monumenti fruibili sia su supporti ottici che su Internet;
- Supporto per la fruizione dei beni culturali da parte dei diversamente abili tramite postazioni multimediali anche dotate di guanto virtuale (per videolesi) e caschetto 3D;
- Creazione di musei virtuali interattivi;
- Creazione di itinerari turistici virtuali;