Корзина
Leica Geosystems Kazakhstan (Лейка Геосистемс Казахстан)
+77273031717
+77172554466
Корзина

Технология наземного лазерного сканирования

Технология наземного лазерного сканирования зародилась сравнительно недавно, в сравнении с технологией классической топографической съемки. В начале 90-х годов прошлого века ученные решили использовать лазерный дальномер, наподобие уже применяющихся в первых моделях тахеометров. Одним из пионеров в разработке лазерного сканера была компания CYRA, которая разработала лазерный дальномер с системой качающихся зеркал для перемещения лазерного пучка в пространстве (т.е по вертикали и горизонтали), данные со сканера выглядели как фотография и в дальнейшем их было принято называть «облаком точек» или «сканами». 

 

Первое поколение сканеров измеряло одну точку в одну секунду (что может делать сейчас любой роботизированный тахеометр) и имело размеры соизмеримые с кузовом мини автобуса, второе поколение уже измеряло до ста точек в секунду и могло быть установлено на штатив. На данный момент уже производится седьмое поколение лазерных сканеров, скорость сканирования достигает 50 000 точек в секунду для импульсных лазерных сканеров и 500 000 точек в секунду для фазовых лазерных сканеров. Различие импульсных от фазовых сканеров происходит в разном способе вычисления расстояния, а именно: в импульсном сканере, что видно из названия, посылается короткий пучок лазера в несколько миллисекунд, который после отражения от объекта возвращается и детектируется фотоприемником, при посылки пучка засекается время до его возвращения, что в свою очередь при умножении на скорость света и деления на два (путь в оба конца) позволяет вычислить расстояние до объекта, отразившего пучок лазера. На данной технологии работают почти все лазерные дальномеры. Второй технологией измерения является определения разности фаз в синусоидальных волнах от различных объектов, данный метод первично применялся в радиодальномерах.

Оба метода имеют свои достоинства и недостатки, такие как в импульсном большая дальность, но ограничение скорости измерения, а в фазовых большая скорость, но малая дальность, в связи с тем, что измеряется только расстояние длины волны, а не полное расстояние до объекта. 

На данный момент компанией Leica Geosystems выпускается три модели лазерных сканеров для различных областей применения. Два из них импульсные: ScanStation C10 для топографических работ, HDS4400 для работ на горных предприятиях  и один фазовый HDS6100 для работ на промышленных объектах.

Работы по сканированию часто происходят в несколько сеансов, из-за формы объектов, когда все поверхности просто не видны с одной точки наблюдения. Самый простой пример - четыре стены здания. Полученные с каждой точки стояния сканы совмещаются в единое пространство в специальном программном обеспечении. Для обеспечения процесса совмещения еще на стадии полевых работ необходимо предусмотреть получение сканов с зонами взаимного перекрытия. При этом перед началом сканирования в этих зонах нужно разместить специальные мишени. Это является весьма существенным моментом при планировании работ. По координатам этих мишеней и будет происходится процесс «сшивки». Можно совместить облака точек без специальных мишеней, используя лишь характерные точки снимаемого объекта, которые должны легко опознаваться на сканах, но при этом, чаще всего, неизбежны потери точности.
При сканировании координаты точек вычисляются в системе координат самого сканера. Поэтому дополнительно необходимо провести определение координат, как минимум, трех мишеней в нужной нам системе. Стандартно эта задача решалась с помощью безотражательного тахеометра. Трех точек будет достаточно для трансформации координат всего массива данных. В сканере ScanStation C10 данная процедура не требуется, так как координаты сканера можно вычислить как в тахеометре или с использованием спутниковой системы определения координат ГЛОНАСС/GPS.

В ScanStation C10 и HDS6100 для управления сканером во время полевых измерений используется сенсорный экран и экран с клавиатурой в соответствующих моделях. Внутренний удобный интерфейс, позволяющий осуществлять визуальный контроль наведения сканера на цель по цифровому фотоснимку, назначать плотность точек сканирования. Кроме этого, экран позволяет производить визуализацию получаемых результатов в режиме реального времени. 

Программное обеспечение Cyclone™ имеет все необходимые функции для объединения отдельных сканов, полученных с разных позиций сканера, в единое облако точек с последующей трансформацией в нужную систему координат. Также программа производит оценку точности конечного результата. Возможность эффективной работы с облаками точек, построение пространственной модели объектов, получение различных сечений, каталогов координат, составление и выпуск чертежей.
Программный модуль Cyclone™-SURVEY является частью программного обеспечения Cyclone™ и идеально подходит для решения топографических задач, задач изыскателей.

Система является удобным средством моделирования для участков со сложным рельефом. Поскольку плотность информации довольно высока, достоверность построения рельефа значительно увеличивается. Благодаря наличию в программе модуля Virtual Surveyor можно значительно облегчить процесс топографической съемки сложных объектов с насыщенной ситуацией. Этот процесс действительно можно назвать виртуальной съемкой. Представьте, что вы видите объект в виде плотного облака точек на экране компьютера и просто выбираете те характерные точки местности, на которые вы бы поставили рейку или отражатель при реальной съемке. Программа формирует отдельный файл и дает возможность экспортировать его в ту систему, в которой вы привыкли строить топопланы. При этом у вас всегда остается возможность измерить в программе Cyclone™-SURVEY высоту дерева, бордюра или провода, ширину канавы или отмостки. Программный продукт Cyclone™-CloudWorx™ позволяет специалистам, привыкшим к AutoCAD или Microstation, не отказываться от любимых программ и работать с облаками точек непосредственно в них. 

Для быстрого профилирования на линейных объектах были разработаны измерительные комплексы на основе лазерного сканера HDS6100, скорость сканирования которого позволяет производить измерения в движении. Данные комплексы успешно эксплуатируются на железных дорогах, в метро и тоннелях. 
 

  

Предыдущие статьи