Понятие трехмерного сканирования

"Пришел, увидел, победил" - приблизительно так выглядит работа с новым видом оборудования. Представьте себе: Выходите вы в поле, устанавливаете свое оборудование на любую точку, включаете инструмент, через несколько минут снимаете его. Приезжаете в офис, включаете компьютер, с помощью программы указываете, что ваш инструмент снял. Звучит фантастично. Прочитав эти первые строки любой специалист по измерительной технике наверняка вспомнит какое-нибудь классическое высказывание, например, когда герой Крамарова в "Неуловимых мстителях" говорит: "Бряхня!".

Знаю, что не буду оригинальным, но уверен, что эти или подобные строки были написаны про GPS, лазерную рулетку DISTO, безотражательные дальномеры и тахеометры. Сейчас уже все привыкли к тому, что не надо заниматься долгими и утомительными астрономическими наблюдениями для определения одной точки - можно просто включить GPS и измерить по крайней мере несколько десятков точек за то же время. То же самое относится к тахеометрическим измерениям - достаточно просто навести безотражательный тахеометр на измеряемую точку и получить все три координаты нажатием одной кнопки. Представьте теперь, что такой тахеометр подключен к маленькому компьютеру, в который вы хотите записать вашу карту. Тогда, вы не только можете присвоить какой-то семантический код измеряемой точке, но и начертить все проходящие через эту точку линии. Значит, мечта об электронной мензуле уже сбылась. Теперь мысль о том, что это достижение уже состоялось когда-то давно и хочется чего-нибудь более новенького, не дает вам спать и мучает определенной незавершенностью. Осталось сделать маленький шаг в этом же направлении - сделать так, чтобы тахеометр еще и измерял все точки без вашего участия. Именно этот шаг уже сделан - вы можете использовать трехмерный сканер фирмы Cyra Technologies.

Трехмерные сканеры Cyrax измеряют трехмерные координаты вокруг себя или по выбранному фрагменту с помощью безотражательного дальномера, который поворачивается по вертикали и горизонтали. Получается плотный массив точек, имеющих три координаты и информацию о цвете. Причем цвет может быть либо видимый, либо инфракрасный. То есть у вас есть картинка, которую вы всегда видите перед собой собственными глазами, и, при этом каждая точка изображения (пиксел) имеет свое точное местоположение в пространстве.

Для чего все это нужно?

Для создания сплошной съемки объекта с большой скоростью. Там где требуется сделать большой объем работ за малое время. Вот только несколько примеров применения трехмерного сканера:
1. съемка зданий и строени;
2. съемка предприятий со сложной структурой (нефтегазоперерабатывающие комплексы, химические предприятия и т.д.);
3. съемка дорог и дорожных объектов (мостов, путепроводов, прилегающей зоны);
4. съемка открытых и закрытых горных разработок;
5. съемка ситуации и рельефа;

Как это делается?

Если кто-то работал с фотограмметрическим оборудованием для создания наземной фотограмметрической съемки, то он уже представляет весь процесс работы. Сначала выбираются места, с которых будет выполняться съемка. Эти места выбираются так, чтобы снимаемый объект был виден во всех ракурсах. При этом каждое место, с которого будет произведена съемка, должна быть удалена настолько, чтобы отдельные "изображения" имели совмещения (общие детали или части деталей объекта). Заметим, что классическое понимание фотограмметрического стереоперекрытия здесь не подходит. Нет необходимости делать перекрытия на 60 и более процентов. Достаточно, чтобы в зонах перекрытия оказалось несколько "твердых" точек. Они нужны для того, чтобы все полученные "изображения" были бы увязаны в единую систему координат. Эти "твердые" точки могут быть выбраны произвольно, и совсем необязательно, чтобы все они имели известные координаты. Непосредственно в процессе измерений можно получать координаты уже отснятых точек простым перемещением мыши по экрану монитора. Сразу же после сканирования одного объекта с разных местоположений можно совместить все точки в единое пространство. Получается такое пространственное облако, состоящее из множества точек. Все точки можно расцветить разными цветами - либо полученными от встроенной в прибор видеокамеры, либо выбранными из возможных. Управляя мышью можно обойти (облететь), пройти насквозь весь объект, приблизить любую часть. С помощью этой функции контролируется полнота отснятого материала и его качество. Проверяются "мертвые" зоны. При необходимости делаются повторные сканирования. Дальше по точкам можно установить плоскости, параллелепипеды, углы, цилиндры, сферы и многое другое, что определено в базе примитивов программы. Все это можно также создавать и в AutoCAD'e или MicroStation'e. Тем самым вы создаете уже готовый чертеж отснятого объекта.

Какие преимущества?

1. Моментальная съемка
2. Получение готового материала в полевых условиях
3. Сокращение временных затрат в несколько раз (в зависимости от вида работ выигрыш во времени может достигать до десяти раз)
4. Небывалая полнота материала по снимаемому объекту (плотность расположения точек друг относительно друга 0,25мм при съемке с расстояния до 50м)
5. Моментальное определение "мертвых" зон и их устранение
6. Пространственное моделирование объекта без необходимости применения сложного и дорогостоящего фотограмметрического оборудования
7. Дистанционное измерение объекта - без необходимости устанавливать на каждой точке отражатель
8. Высокая точность измерений (± 6мм)
9. Полевой контроль измерений непосредственно в момент измерений
10. Почти полная автоматизация измерений

Где это оборудование применяется?

1. Съемка сложных объектов с большим количеством коммуникационных труб - газохимические комплексы, атомные и тепловые электростанции
2. Съемка автомобильных и железных дорог
3. Съемка наземных и подземных выработок в горной промышленности
4. Съемка при строительстве различных объектов
5. и т.д.

Отзывы тех, кто уже пользуется лазерным сканером:

"Я не мог себе представить, что кто-нибудь может сделать съемку 22 мостов и 18 миль (~30км) хайвея с 6 автомобильными полосами и соответствующих окрестностей за 40 дней. Получилось в среднем по 2 дня на один мост. При этом движение не останавливалось ни на минуту. Мы с удовольствием использовали программу Cyclone - она ускорила нашу работу." - Том Сервис, начальник геодезического отдела, David Evans Associates.

"Без системы Cyrax вряд ли бы мы смогли вовремя и с надлежащим качеством получить необходимые результаты съемки" - Алан Барроу, директор проекта, ABA Surveying, Лондон. Проект съемки 300 миль (~480км) железных дорог с 3000 мачтами электропередачи.

"Использование Cyrax при строительстве 21-этажного дома дало большой объем геометрической информации, которая снизила риск по всему проекту, и привело к полностью своевременному строительству без каких-либо монтажных проблем." - Роб Хадсон, старший инспектор строительства, Ryan Companies US, Inc.

"Этот проект был чрезвычайно значимым для нас, так как он был первым для такого сложного объекта. Вместе с Cyrax 2500 мы использовали тахеометр Leica TPS1105 (точность 5", 3мм при безотражательной технологии) для точного измерения целей для связанного сканирования с различных точек. Окончательные результаты не только впечатлили нашего клиента - British Petroleum по уровню детализации, но также упрочило нашу веру в будущее технологии Cyrax и Cyclone для применения в различных съемках." - Джерри Нолан, McMullen Nolan and Partners Pty Ltd, Perth, Australia. Проект съемки сложного участка трубопроводов 100м в длину, 15м в высоту и 8м в ширину для проложения нового трубопровода. Сделано за 2,5 дня двумя геодезистами на объекте и 3 недели обработки одним человеком в офисе.

---

Если у Вас возникли вопросы или Вы нуждаетесь в дополнительной информации, МЫ ВСЕГДА ГОТОВЫ ПРОКОНСУЛЬТИРОВАТЬ ВАС