Scanner a laser: o que é, quais são as suas funções e que tipos existem?

Um scanner laser ou scanner a laser é um dos instrumentos topográficos mais vendidos na nossa loja de topografia online nos últimos anos.

Um scanner laser é um dos instrumentos topográficos mais vendidos na nossa loja online de topografia. Seja para novos projetos, reformas de casas, renovação de espaços comerciais ou outras aplicações, precisará de obter dados precisos. A digitalização 3D envolve o levantamento de um espaço usando um scanner laser 3D para criar nuvens de pontos. Esta nuvem é composta por milhões de pontos que recriam meticulosamente um espaço e os seus componentes físicos.

Neste artigo, tentaremos aprofundar esta ferramenta. Vamos contar-lhe o que é um scanner laser, que tipos de scanners existem, as suas utilizações e os modelos de scanners 3D disponíveis no mercado.

Esperamos que encontre o nosso artigo interessante! Se assim for, fique atento, pois vamos começar:

O que é um scanner laser?

Um scanner laser terrestre, ou simplesmente um scanner laser, é um instrumento utilizado para capturar a geometria e a cor de qualquer objeto ou do ambiente circundante, recolhendo grandes quantidades de dados. Estes dados, na forma de nuvens de pontos, são obtidos medindo distâncias e ângulos usando um feixe de laser, combinado com câmaras para capturar informações na faixa visível. Os dados são posteriormente usados para criar um modelo tridimensional do objeto. Em outras palavras, com a tecnologia do scanner laser, podemos transformar um objeto real em um virtual e manipulá-lo através de software especializado.

O potencial dos scanners é incrivelmente alto, permitindo a aquisição de coordenadas geográficas de todas as superfícies ao redor do instrumento (dentro de um raio limitado) em questão de minutos, sem a necessidade de contato físico com os elementos medidos.

Agora que explicamos o que é um scanner laser e o que pode fazer com ele, vamos explorar os diferentes tipos de scanners disponíveis no mercado.

Tipos de scanners laser

Podemos classificar os scanners laser com base na medição de distância ou na técnica de coleta. De acordo com essa distinção, temos:

Tipos de scanners laser com base na medição de distância:

• Tempo de Voo: Esta técnica baseia-se na medição do tempo que o laser leva para viajar do emissor, refletir no objeto escaneado e retornar ao receptor. Essa técnica permite um controle preciso do tempo de retorno do laser e o armazenamento de múltiplos retornos de um único pulso. Os scanners laser de Tempo de Voo podem cobrir longas distâncias, tornando-os altamente úteis na topografia, onde isso aumenta a produtividade.

• Mudança de Fase: Esses scanners laser emitem uma série de ondas laser com diferentes comprimentos de onda no objeto medido. Quando essas ondas são refletidas e recebidas pelo scanner, permitem a determinação da distância do objeto comparando a fase das ondas emitidas com as recebidas. A principal vantagem dessa técnica é a maior precisão na medição (até décimos de milímetro na distância) e o número de pontos registrados, que pode chegar a 1 milhão de pontos por segundo. Esses sistemas de medição a laser são amplamente utilizados em aplicações industriais "como construído", preservação de patrimônio histórico, arquitetura e engenharia reversa.

• Triangulação: Este método requer um emissor de laser e uma câmara para localizar a projeção do feixe de laser. Ambos têm um ângulo constante entre eles, permitindo o cálculo dos lados restantes do triângulo (usando cálculos trigonométricos) e, consequentemente, a distância ao objeto escaneado. Para aplicar essa metodologia, é necessário um laser de linha, uma ou mais câmeras e software de triangulação. Com a câmara em um ângulo específico em relação ao laser e variando a orientação do laser, o software pode reconstruir a nuvem de pontos desejada. É um scanner laser altamente preciso que precisa estar muito próximo do objeto escaneado.

Tipos de scanners laser com base na técnica de coleta:

• Scanner Laser Estático: O equipamento permanece parado em um ponto, escaneando a área de interesse. Cada ponto ocupado é chamado de "cena" e, para medir toda a área de interesse, são necessárias várias cenas. Essas cenas são unidas de forma analítica por pontos em comum, gerando a nuvem de pontos. Eles oferecem vantagens em termos de acessibilidade (usando um tripé convencional como suporte) e precisão posicional (compensadores garantem a verticalidade do equipamento).

• Móvel (Mapeamento Móvel): Um scanner laser bidirecional que realiza medições em movimento. Para garantir o posicionamento do ponto medido, são necessários sensores externos, como GNSS (Sistema Global de Navegação por Satélite) e uma IMU (Unidade de Medição Inercial). A operação é semelhante à de equipamentos aéreos, com precisão variável dependendo de sensores, ângulos e distâncias medidas. A agilidade na coleta de dados em campo é a principal vantagem, permitindo cobrir grandes áreas mesmo em baixa velocidade. Devido aos sensores externos, esses scanners são maiores que os estáticos e podem ser instalados em veículos móveis.

4 aplicações do scanner laser

Como deve ter notado, dependendo do tipo de scanner, ele pode ser usado para várias aplicações. Abaixo, detalhamos as 4 aplicações mais importantes do scanner laser:

1. Entretenimento: Os scanners laser (especialmente os scanners 3D) têm sido incorporados à indústria do entretenimento nos últimos anos. O uso do scanner 3D, por exemplo, economiza custos na recriação de cenários na indústria cinematográfica. Esses instrumentos permitem digitalizar objetos do mundo real, como a Catedral de Santiago de Compostela, e criar imagens em 3D para incorporação em filmes. O mesmo acontece na indústria de videogames, onde pessoas são digitalizadas para criar personagens para jogos.

2. Industrial: A indústria utiliza scanners laser para controlar as dimensões de componentes de alta precisão. As peças são digitalizadas, os dados são coletados pelo scanner e, em seguida, comparados com um modelo de referência para evitar erros.

3. Patrimônio Cultural ou heritage: Aproveitar a tecnologia para preservar nossa história é uma das vantagens da transformação digital que nossa sociedade está passando. O uso de scanners laser para digitalizar monumentos, edifícios históricos, documentos e mais permite a preservação da memória histórica e do patrimônio para as gerações futuras. Um exemplo disso é a Catedral de Notre Dame, que, graças a um escaneamento 3D de sua estrutura usando um Leica ScanStation P40, pode ser fielmente reconstruída com base nos dados coletados.

4. Documentação as built: Essa aplicação está intimamente relacionada à anterior. Os scanners laser permitem obter dados precisos sobre o estado de uma construção ou instalação. Esses dados podem ser usados para acompanhar a evolução de uma estrutura e garantir sua manutenção adequada.

Vantagens do uso de scanners laser

Já se encontrou no meio de um projeto, perto do prazo de entrega ou precisando fazer progressos e pensou que, com mais (e melhores) dados, teria feito uma proposta melhor?

As principais vantagens dos scanners laser são as seguintes:

1. Medições: Com a digitalização 3D, evita a necessidade de levantamentos adicionais, pois mede tudo de uma só vez.
2. Não Invasivo: Não são necessárias paragens operacionais, e não interferirá com o cronograma da construção, evitando inconvenientes tanto para si como para o cliente.
3. Projeto no Escritório: Todas as informações do projeto estão disponíveis para consulta a qualquer momento. Já trabalhou com informações incompletas, erradas ou esqueceu-se de considerar um detalhe?
4. Segurança: Acesso a espaços perigosos ou de difícil acesso e obtenção de medições completas e rápidas.
5. Modelos BIM ou Desenhos CAD mais Rápidos: Ao realizar a digitalização a laser, traz a realidade em 3D para um ambiente onde pode modelar com precisão o estado atual.

Além de ser uma ferramenta poderosa com aplicações ilimitadas, as nuvens de pontos permitem medições precisas de superfícies irregulares, alturas desiguais e cantos intricados para análise de materiais e cálculos.

É ideal para espaços internos e externos, pois cobre grandes distâncias, permitindo que os utilizadores obtenham dados em toda a área de estudo. É uma ferramenta perfeita para o planeamento.

Como vimos, existem diferentes tipos de scanners laser no mercado. Cada profissional escolherá o que melhor se adapta às circunstâncias do seu trabalho, tornando esta ferramenta altamente versátil e adaptável a qualquer tipo de projeto. Em relação aos preços, pode encontrar scanners 3D em várias faixas de preço, desde opções mais acessíveis até modelos mais caros. Tudo depende da qualidade, precisão e da distância que precisa de medir.

Na Global Geosystems e na Topotienda, somos especializados em vários tipos de scanners 3D. Aqui, pode encontrar todos os modelos atualmente disponíveis na nossa loja online de topografia.

E com isso, concluímos o nosso artigo sobre o mundo da digitalização a laser. Tem alguma dúvida? Gostaria que discutíssemos mais sobre um tipo específico de scanner? Que scanner laser recomendaria?

Envie um email para info@global-geosystems.com com as suas questões ou sugestões! Até ao próximo artigo!