Das Kernprinzip eines 3D-Laserscanners besteht darin, einen Laserstrahl auszusenden und sein reflektiertes Signal zu empfangen, wobei die Entfernung durch Kombination der Zeit- oder Phasendifferenz gemessen wird. Zu den Hauptmethoden gehören Flugzeit (ToF), Phasenverschiebung und Triangulation. Die Entfernungsberechnungsformel für die Time-of-Flugmethode lautet d=(c * Δt) / 2, wobei c die Lichtgeschwindigkeit und Δt die Umlaufzeit des Lasers ist.
Um räumliche 3D-Informationen zu erhalten, müssen Scanmethoden kombiniert werden, wie z. B. mechanische Rotation, Mehrstrahlintegration, MEMS-Mikrospiegel, optische Phased Arrays und Flash LiDAR. Durch die Berechnung von Entfernungs- und Winkelinformationen werden Punktwolkendaten generiert, die räumliche Koordinaten (x, y, z), Reflexionsintensität und Zeitstempel enthalten.
Zu den wichtigsten technischen Details gehören Mehrstrahlscannen, Echointensitätsanalyse und ein Anti-Interferenz-Design, um eine Entfernungsgenauigkeit im Millimeterbereich-und einen Betrieb bei jedem Wetter zu ermöglichen.
Während des technologischen Entwicklungsprozesses hat die damit verbundene Forschung Fortschritte in Bereichen wie hochpräzise Trägheitsnavigationsfusion, Hochfrequenz- und Weitfeldkoordination, die Kombination von hochauflösenden Bildern und Optimierungsalgorithmen sowie Puls-{7}Phasen-Hybridentfernungsmessungen und Panorama-Scanmethoden erzielt.
Diese Technologien unterstützen gemeinsam den Einsatz von 3D-Laserscannern bei hoch-Präzision, hoher-Effizienz und berührungslosen-Messungen.