Какво е лазерно сканиране?
Какво трябва да се направи, за да се изгради точен триизмерен модел на сграда или магазин чертеж? Разбира се, първо да се измери и да получи координатите на всички предмети (пространствени X, Y, Z или X, Y равнина), и след това да ги представя в желаната графична форма. Той е обект на координати за измерване, с други думи, стрелба, грим най-много време отнема и скъпа част от работата. Обикновено, контрольори или други експерти, провеждане на измерванията, които използват модерна техника, първо на всички тотални станции, които ви позволяват да получите координатите на точки с точност до няколко милиметра.
Принципът на работа на електронния инструмент се основава на отражението на фокусиран лазерен лъч от отразяващия целта и измерване на разстоянието до него. Рефлектор като цяло е специален призмата, който е монтиран върху повърхността на обекта. Измерване на два ъгъла (хоризонтални и вертикални) разстояние и позволява триизмерни пространствени координати, за да се изчисли точката на отражение. измерване на скоростта инструмент е ниско (по-малко от 2 измервания в секунда). Този метод е ефективен, когато рядка площ malozagruzhennoy обекти, но дори и в този случай, трудността, която се среща при закрепване на отразяващи призми (на голяма надморска височина, в отдалечено място), често непреодолими.
Сравнително скорошното появата на безотражателен тотални станции, които работят без специални рефлектори, произведени за "кадифена" революция в геодезията - че сега е възможно да се извърши измервания без дълги и скучни претърсване на стълбите, за да се вдигне рефлектора под покрива на къщата, всички видове опори за монтаж на призмата над пода в стая с висока тавани и други подобни усложнения - просто да сочат в желаната точка, тъй като лъч може да бъде отразена от всяка гладка повърхност.
При използване на традиционния метод tacheometric измерване на това колко време, например, тя е необходима за подробно проучване на фасадата на височината на сградата от 20 м и металургичен завод цех площ от 2 хектара? Седмици, месеци? Използването на безрефлекторно тотална станция може значително да намали времето, но, въпреки това, дори и в този случай, експертът ще извърши за устройството в продължение на часове и дни. И това, което е плътността това да направите снимка на фасадата - една точка на квадратен метър? Малко вероятно е, че това ще бъде достатъчно, за да се изгради висококачествена подробен чертеж с всички необходими елементи. Сега си представете, че имате безрефлекторно тотална станция, която се снима автоматично, без човешка намеса, в размер на 5000 проби в секунда! Съвсем наскоро, такова предложение изглежда не по-малко, отколкото фантастичен полет до Луната преди сто години. Днес тя е станала също толкова реално, колкото и следващите американски астронавти и руски "Lunokhod" на повърхността на нашия небесен съсед. Името на това чудо - лазерно сканиране - метод за създаване на цифров модел на цялата околност, като му предостави набор от точки с пространствени координати.
Различията между лазерен скенер от тоталната станция
Основните разлики на лазерен скенер от всеки обикновен тотална станция - много по-голяма скорост на измерване, напълно автоматизирани серво завъртане на измервателната глава в двете (хоризонтално и вертикално) самолети и най-важното, - скорост (до 5000 измервания в секунда, или средно по - два или три пълни конвенционални общи изчисления на станция) и плътността на работен ден (до десетки точки на един квадратен сантиметър от повърхността)! Получава се след измерване 3D обект модел представлява огромен набор от точки (от стотици хиляди до няколко милиона), като координати с висока, точност до милиметър. Не трябва да се търси през окуляра на инструмента, търсейки до изискваното ниво, че не е необходимо да натиснете бутона за стартиране на EDM и записване на данните в паметта, и в крайна сметка, не е необходимо да безкрайно пренареждане единица, за да търсят най-изгодната позиция за стрелба. Сега това може да бъде направено само с една точка стои без надзор и стотици пъти по-бързо, като същевременно се поддържа необходимата точност.
Разбира се, сканиране - не прекрасен талисман, което дава възможност за решаване на всички проблеми, просто с натискане на един бутон. Законите на физиката, теорията на електромагнитно излъчване, не ни позволяват да се извърши измерването през стената на тръбата, всяко непрозрачно обекти и ви принуждават да се направят няколко сканирания от различни точки за актуална, пълна и цялата картина, но въпреки тези обстоятелства, лазерно сканиране - много по-бързо, и най-важното, стотици пъти по-информативен метод за получаване на данни за обекта.
Как лазерен скенер?
Принципът на функциониране 3D лазерен скенер е същата като тази на обикновен инструмент - измерване на разстоянието до обекта и двата ъгъла, че в края на краищата, дава възможност да се изчисли координатите. Лазерният лъч, идващ от източника на звук, се отразяваше повърхността на обекта и се връща към приемника. Въртящата призмата (или огледалото) разпределя лъч вертикално с предварително определена стъпка (например, 0,1 °). Така, в една точка с всички стъпки от 0.1 ° вертикално сканиране, за да бъде измерена (например, при максимална вертикален ъгъл 3D сканиране от 140 ° ще, съответно, 1400). След това, устройството задвижка се включва автоматично в ъгъла на измервателната глава на етапа на измерване (със същите дискретност 0,1 ° в пълна революция скенера се състои от 3600 отделни вертикални равнини). В резултат на това пълна цифрова снимка на околното пространство ще бъде представена като съвкупност от 5040000 пиксела. Пет милиона пиксела с висока точност за 30 минути работа! По-пълна цифрова снимка не може да предостави всякаква друга известен метод. Като правило, целият процес на снимане е напълно автоматизиран. Измерване на данни се записва в реално време от вътрешната или външната среда за съхранение.
Схематично всеки лазерен скенер може да бъде разделена на няколко части:
- измервателна глава (обикновено лазерен излъчвател и приемник намира там);
- въртяща се призма, като се гарантира разпределение на лъча във вертикалната равнина;
- серво хоризонтален кръг въртящ измервателна глава в хоризонтална равнина;
- компютър (външни, вътрешни) за контролиране на стрелбата и записване на данни върху носител.
Тъй като данните се обработват в лазерно сканиране?
След като са направени всички измервания, процесът на обработка на данни започва. Първоначално, "сурова измерване" са определени ( "облак") на точките, които трябва да присъстват под формата на чертежи или верига в CAD формат. Разбира се, няма съществуващ софтуер вече могат успешно решен проблема за разпознаване на образи или в автоматичен или полуавтоматичен със степента на надеждност, което е необходимо на потребителя. Именно поради тази причина, че целият процес на данни изисква човешка намеса - без усърден ръчния труд в близко бъдеще не можем да направим. Обработката зависи от желания краен резултат, че е особено необходимо да се получи: тя може да бъде директно и най точка на помътняване, триангулирана повърхност (TIN), множеството от секции, план, комплекс триизмерен модел, или набор от размери (дължина, периметър, диаметър , площ, обем).
Като цяло, за обработка на данни в лазерно сканиране се състои от няколко основни стъпки, описани по-долу.
Кръстосано свързване сканиране.
Обикновено по време на сканиране запис се извършва последователно от няколко точки, за да покрие напълно цялата повърхност на обекта. При обработката на данните, за да се осигури една точка е необходимо да се направи 3D модели на асоциация (омрежване) на индивидуалните сканирания в една. Има много методи за ретикулация сканирания с различна степен на автоматизация. метод подравняване често се използва сканиране на референтни точки, които са показани на съседни сканиране. Като такива точки призми могат да бъдат използвани отразяваща плоча или стикер с висока отражателна способност, и поради това е еднозначно определени. Ако лазерен скенер е с наклон компенсатор (като, например, приложена в скенера Trimble GX), тя се нуждае само от една първоначална отправна точка.
Трансформация на координати.
За да го представя точно бъдещата рисунка или преотстъпване схема изисква определена единна координатна система. Началото на координатната система на всеки отделен сканиране е в центъра на скенера за измерване на главата. Когато се движи средно положение се променя и началото на сканиране координатна система. За свързване на всички координати обекти, получени от различни сканирания трябва да избере един координатна система да се определи него център 3D сканиране за всеки случай (например, чрез електронен инструмент), и след това да се превърне всички координати в единна система.
Когато се използва лазерно сканиране?
Колко технически иновации и технологии, наскоро излезе от лабораториите на учените, лазерно сканиране е едва в началото на пътя за разработване на различни приложения. Но това вече е възможно да се изброят няколко технологични области, в които се използват все по-скенери за:
- Стрелба промишлени обекти (фабрики, заводи, комплекс за производство);
- заснемане мостове;
- изследване и профилиране на тунели;
- промишлени измерване (определяне на резервоари обем);
- добив;
- възстановяване и строителство;
- архитектура и археология.
Разбира се, лазерно сканиране технология има голямо бъдеще, както и списъкът ще бъде допълнен от нови, може би, на пръв поглед, невъзможни приложения. Въпреки това, днес е ясно: лазерно сканиране-бързо, по-точно, информативно, отколкото повечето съществуващи методи за измерване.
Свързани статии