Rector membru corespondent al Academiei Ruse de Științe M.P. Fedorov
Cum vă simțiți în legătură cu crearea de standarde naționale în domeniul producției slabe: "Dispoziții de bază și vocabular" și "Cerințe pentru un sistem de management redus"?
Tehnologia de scanare laser tridimensională se bazează pe metoda de determinare a setului de coordonate tridimensionale X, Y, Z ale punctelor individuale ale obiectului care urmează să fie fotografiat. Măsurătorile sunt efectuate cu ajutorul unui telemetru de mare viteză cu laser. Pentru a merge la nodul următor al grilei imaginare, fasciculul de distanță a laserului după fiecare măsurătoare este desfășurat de un sistem oglindă pentru un anumit unghi. Creșterea densității nodurilor din această rețea crește numărul de puncte capturate și detaliază sondajul.
Aparatul de căutare are o viteză mare de măsurare - de la câteva sute la zeci de mii de operații pe secundă. Coordonatele punctelor obținute prin scanarea unui obiect sunt combinate într-un grup mai mare de puncte (sute de milioane), cunoscute în puncte de practică nori [1- 4].
Cele mai obișnuite modele de scanere laser utilizează astăzi un aparat de căutare laser cu impulsuri. Abaterea fasciculului laser în direcția verticală este efectuată de un motor electric pas cu o oglindă fixată pe el. În direcția orizontală, fasciculul laser este deviat prin rotirea scanerului propriu-zis (Figura 1). Această schemă vă permite să acoperiți întregul spațiu de scanare din jur. De exemplu, în scanerul laser Leica Scan Station, câmpul vizual este 360 ° orizontal și 270 ° vertical (figura 2). Precizia unghiulară a motoarelor pas cu pas care controlează scanerul și rotația oglinzii, împreună cu precizia reflectionless telemetru laser sunt o componentă importantă a preciziei coordonatele punctelor.
Figura 1. Principiul scanerului laser
După determinarea distanței de la distanță la distanță și cunoașterea unghiului de deformare a fasciculului laser în planurile orizontale și verticale, este posibilă obținerea coordonatelor tridimensionale ale fiecărui punct. Vor fi în sistemul de coordonate al scanerului.
Cu ajutorul unor operații suplimentare și al unui software specializat, va fi posibilă conectarea norului punct rezultat la orice sistem de coordonate dorit.
Multe modele de scanere laser la sol au o cameră digitală integrată.
Cu ajutorul acestuia poți să faci o imagine a mediului dispozitivului. După ce a primit o fotografie panoramică a obiectului, utilizatorul poate lua de la el doar ceea ce este necesar, evitând scanarea fragmentelor inutile și, prin urmare, pierderea timpului de lucru.
La fel ca în orice tehnologie modernă, un rol important îl joacă un calculator. Acesta servește drept dispozitiv de control și stocare pentru scanerul laser. Conectat la acesta printr-un cablu, putem alege pentru a afișa zona de scanare, setați densitatea de înregistrare dorită, pentru a face fotografii ale obiectului, setați coordonatele scanerului permanent punct, monitorizează starea actuală a procesului de scanare, pentru a gestiona păstrarea rezultatelor.
Figura 2. Scaner cu laser
Tehnologia de fotografiere folosind un scaner laser depinde de geometria și tipul de obiect fotografiat. Pentru a obține rezultatul, uneori trebuie să rotiți în mod repetat scanerul de la un punct la altul, efectuând fotografii și fragmente individuale. Motivul este prezența zonelor moarte. ca urmare a unor circumstanțe diferite. Prin urmare, este adesea necesar ca imaginile să fie aduse la un singur sistem de coordonate. Pentru a face acest lucru, în timpul fotografierii de pe site sau de lângă acesta, sunt instalate ștampile, prin intermediul cărora sunt combinate norii de nor. obținute din diferite puncte de scanare. Pentru transformarea spațială a nori sunt necesare cel puțin trei semne pentru fiecare punct de instalare al scanerului. Aceste trei puncte cu semne trebuie să fie vizibile din punctele adiacente. Însuși procesul de combinare a nori punct este realizat în software-ul specializat.
Scanarea nu este scopul final al lucrării este doar o metodă de obținere a rezultatului dorit. Este important să se stabilească în prealabil dacă doriți un model tridimensional al obiectului sau desen suficient de preparare - densitatea punctelor obtinute va depinde de acest lucru și, ca urmare, timpul de scanare. Dacă aveți nevoie de o descriere detaliată a obiectului, obținem o gamă largă de date sub formă de nori de punct (figura 3).
Următoarea etapă a lucrării este alocarea informațiilor din setul de date recepționat, pe baza căruia vom ajunge la rezultatul final. Aceasta poate fi, de exemplu, o secțiune a unui obiect în planul dorit sau în modelul său tridimensional utilizând un set de elemente grafice. Pe ecran este suficient de ușor să se măsoare distanța în care este imposibil să se trimită o persoană cu o bandă și să se deseneze, de asemenea, un desen pe rezultatele scanării. În cadrul software-ului special, aveți posibilitatea să creați animații cu ajutorul flyover-ului de nori rezultând puncte de model 3D. În același timp, este necesar să se țină seama de faptul că seturile de date enorme, compuse din zeci de milioane de puncte, ocupând gigaocteți pe dispozitive de stocare, impun cerințe sporite privind viteza computerelor și capacitatea dispozitivelor de stocare a informațiilor.
Figura 3. "Punctul nor" în arhitectură
Una dintre zonele care dezvăluie în mod clar capacitățile unui scaner laser este arhitectura. Scanarea este indispensabilă pentru rezolvarea problemelor de conservare a monumentelor și a obiectelor de valoare istorică [5]. Desigur, în plus față de scanarea cu laser, există și alte metode de stocare a imaginilor, de exemplu, fotografia sau cazul său special - o fotografie stereo. Cu toate acestea, fotografia nu conține coordonate tridimensionale. Un stereo, salvați volumul de imagine, cea mai potrivită pentru percepția vizuală a obiectului, dar extragerea datelor pe coordonatele unui număr mare de puncte într-o pereche de fotografii stereo implică un efort considerabil. Metoda este de scanare cu laser ne permite sa foarte rapid pentru a supraveghea fațada clădirii și a obține un model al clădirii istorice cu detalii la fel de mici ca câțiva milimetri!
Figura 4. Aplicarea scanerului laser în industrie: a - rezultatul scanării cu laser; b - modelul computerului magazinului (cu modernizare)
Un alt exemplu este utilizarea de scanare cu laser - fotografiere obiecte complexe punct de vedere tehnic [3], în special în cazul în care acestea au fost mult timp exploatate în mod repetat supuse restructurării, dar acest lucru nu se reflectă întotdeauna în documentația operațională. Se întâmplă că desenele unor părți ale obiectului sunt pierdute. Se întâmplă că echipamentul este supus modernizării, dar nu este clar dacă noul echipament se va potrivi în zonele vechi. În aceste situații, scanarea laser tridimensională este eficientă. Va răspunde la toate întrebările. Modelarea situației reale pe calculator, puteți fi siguri de succesul viitoarei upgrade-uri (Figura 4). De exemplu, putem importa un model de echipament nou în programul de procesare, îl putem combina cu nori punct și pentru a vedea toate domeniile problematice ale modernizării planificate. De fapt, chiar și la etapa de proiectare va fi posibil să se tragă o concluzie cu privire la modul în care va fi finalizată cu succes modernizarea. O altă arie de utilizare a scanării la sol cu laser este studiul carierelor și lucrărilor miniere deschise. Un calcul operativ al volumelor de sol este o sarcină importantă pentru întreprinderile miniere. De asemenea, este rezolvată cu succes prin scanarea cu laser.
Lista de aplicații pentru scanarea la sol cu laser poate fi continuată [2, 6, 7]. Rezumând, putem spune că cererea pentru acest tip de filmare se produce atunci când este necesar pentru a rezolva două probleme: În primul rând, aveți nevoie pentru a obține informațiile cele mai complete despre complexe obiecte de geometrie, și în al doilea rând, rata polucheniyadannyh trebuie să fie foarte mare. Abilitatea de a efectua aceste sarcini simultan oferă anumite avantaje scanării cu laser tridimensionale înainte de alte metode de fotografiere atunci când lucrați cu obiecte geometric complexe.
AY Freydin, ZAO Geostroizyskaniya. Moscova
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: