Tehnologii de scanare laser

În ultimii zece ani, întreaga lume în general, și specialiștii din domeniul geodeziei, în special, au fost martorii unei revoluții tehnologice pașnice, denumirea căreia este GPS. Abilitatea de a obține coordonatele exacte ale locației sale decât ore sau chiar zile mai multe observații și calcule, dar în minute și secunde, a fost o piatră de hotar în realizările tehnologice ale omenirii, ca inventarea telegrafului sau a aeronavei







Dar lumea destul de conservatoare a măsurărilor geodezice tradiționale și a celorlalte coordonate adiacente nu era încă satisfăcută în mod adecvat de calitatea și integralitatea datelor obținute pentru construirea modelelor digitale ale obiectelor măsurate. De fapt, datele rare de coordonate nu permit descrierea obiectului studiului cu precizie maximă - informații prea mici. Problema părea insolubilă, până când lumea a auzit despre LASER SCANNING. Tehnologie, care a izbucnit rapid în lumea noastră și continuă procesiunea victorioasă. Revoluția în măsurători a fost realizată și acum rămâne să o accepți, luând în considerare greșelile, dezvoltând o strategie, schimbând tactica și folosindu-și în mod activ fructele și cuceririle.

Ce trebuie făcut pentru a construi un model 3D precis al unei clădiri sau al unui desen al unui atelier? Mai întâi, efectuați măsurători și obțineți coordonatele tuturor obiectelor, apoi prezentați-le într-o formă grafică. Este măsurarea coordonatelor obiectului care constituie partea cea mai consumatoare și mai costisitoare a întregii lucrări. De regulă, inspectorii sau alți specialiști care efectuează măsurători utilizează echipamente moderne, în primul rând stații electronice totale. permițând obținerea coordonatelor punctelor cu o precizie de câțiva milimetri. Principiul de funcționare al tahometrului este ușor de înțeles și cunoscut. Cu toate acestea, viteza de măsurare a stației totale este scăzută. Această metodă este eficientă atunci când fotografiați o zonă descărcată care nu este încărcată cu obiecte. Dar dificultatea cu care trebuie să se confrunte când se fixează prismele la o altitudine mare sau într-o locație îndepărtată este de multe ori insurmontabilă. Apariția posturilor totale fără reflectoare, care pot funcționa fără reflectoare speciale, au produs o revoluție "de catifea" în geodezie. Acum este posibil să se efectueze măsurători fără căutări lungi și obositoare de scări pentru a ridica reflectorul sub acoperișul casei, standuri pentru montarea prismei deasupra podelei într-o cameră cu tavane înalte și așa mai departe. Doar blocare pe un punct dorit și toate. Grinzile pot fi reflectate de pe orice suprafață plană. Dar cât timp durează să tragi, cu ce densitate se vor obține măsurătorile, cu ce precizie și siguranță? Cât timp durează o analiză detaliată a fatadei unei clădiri de 20 de metri sau a unei fabrici de 2 hectare într-o fabrică metalurgică? Săptămâni, luni? Utilizarea unei stații totale fără reflectori poate reduce în mod semnificativ timpul, dar, totuși, veți petrece mult ore și zile în spatele instrumentului. Și cu ce densitate se va face sondajul fațadei: un punct pe m2 m? Acest lucru nu este suficient pentru a construi un desen cu toate elementele.

Și acum imaginați-vă că aveți o stație totală fără reflectori în mâinile dvs., care trage automat, fără participarea operatorului la o viteză de 5 mii măsurători pe secundă. Cu două sau trei ani în urmă, această propunere părea mai fantastic decât un zbor spre lună cu o sută de ani în urmă. Astăzi a devenit nu mai puțin real decât pasajele astronauților americani sau sovietice "Lunokhod" pe suprafața vecinului nostru ceresc.







Numele acestui miracol este scanarea cu laser. O metodă care vă permite să creați un model digital al întregului spațiu înconjurător, reprezentând-o ca un set de puncte cu coordonate spațiale. Diferența principală față de taheometrele tradiționale este o viteză de măsurare fundamental diferită, un servo care rotește automat capul de măsurare în planurile orizontale și verticale. Cu toate acestea, cel mai important lucru - viteza (cel puțin 5000 de măsurători pe secundă - o medie de două până la trei zile lucrătoare complete ale stației totale convenționale de măsurare) (. Pentru a zeci de puncte de pe suprafața de 1 cm pătrat.) Și densitatea! Modelul obiectului obținut după măsurare este un set gigantic de puncte (de la sute de mii la mai multe milioane) având coordonate cu o precizie de câțiva milimetri. Nu trebuie să se uite prin ocularul instrumentului, în căutarea gol, nu este necesar să apăsați butonul pentru a porni EDM și înregistrarea datelor în memorie, și în cele din urmă, nu au nevoie de unitate pentru a rearanjarea la nesfârșit pentru a căuta poziția cea mai favorabilă pentru fotografiere. Acum se poate face dintr-un punct, fără participarea operatorului și de zeci de ori mai rapid, menținând acuratețea necesară.

Desigur, scanarea nu este un talisman minunat, permițându-vă să rezolvați toate problemele prin simpla apăsare a unui buton. Legile fizicii, teoria radiațiilor electromagnetice nu permite măsurarea prin peretele țevii, orice obiect opac, forțându-vă pentru a face mai multe scanări din unghiuri diferite pentru a obține o imagine completă și completă, dar în ciuda acestor circumstanțe, scanare, cu toate acestea - mult mai rapid, și, cel mai important, o metodă de informare de câteva sute de ori pentru obținerea datelor despre obiect.

Cum funcționează scanerul laser? Principiul scanerului este același ca o stație totală simplă - măsurarea distanței față de obiect și a două unghiuri, ceea ce face posibilă calcularea coordonatelor. Fasciculul laser emite de la emițător, se reflectă de la suprafața obiectului și se întoarce la receptor. Prisma rotativă distribuie raza verticala cu un pas predeterminat (de exemplu, 0,1 °). Astfel, într-o singură scanare verticală, vor fi măsurate toate punctele cu discreție de 0,1 ° (de exemplu, cu un unghi de scanare verticală maxim de 140 °, vor exista 1400 dintre acestea). Apoi servomotorul rotește blocul capului de măsurare cu un unghi egal cu pasul de măsurare (pentru aceeași rezoluție 0,1 o, întreaga rotație a scanerului este formată din 3600 de planuri separate). Astfel, o imagine digitală completă a spațiului va fi reprezentată ca un set de 5040000 de puncte. Cinci milioane de puncte în 30 de minute! O imagine digitală mai completă nu poate fi reprezentată de nicio altă metodă cunoscută. De regulă, întregul proces de fotografiere este complet automatizat. Măsurătorile în timp real sunt înregistrate pe suporturi externe sau interne. Schematic orice scaner poate fi împărțită în mai multe unități principale: - măsurarea capului (în care sunt aranjate emițător și receptor laser), o prismă rotativă (asigură distribuția fasciculului în plan vertical), - servo cerc orizontal (asigură rotirea capului de măsurare într-un plan orizontal), - calculatorul ( este proiectat pentru a controla înregistrarea și înregistrarea datelor pe un mediu).

Atunci ce? După efectuarea măsurătorilor, procesarea începe. Inițial, "măsurătorile brute" reprezintă un set ("nor") de puncte care trebuie prezentate sub formă de desene, scheme în format CAD. Desigur, niciun program de astăzi nu poate rezolva cu succes problema recunoașterii de modele, fie în modul automat, fie în modul semi-automat, cu gradul de fiabilitate de care are nevoie utilizatorul. Prin urmare, întregul proces de procesare necesită participarea unei persoane și fără muncă laborioasă manuală în viitorul apropiat nu se poate face. Procesul de procesare depinde de rezultatul dorit a exact ceea ce dorim să primim. Poate fi un nor de puncte, o suprafață incorectă (TIN), un set de secțiuni, un plan, un model 3D complex sau pur și simplu un set de măsurători (lungimi, perimetre, diametre, zone, volume). Dar, în general, procesarea constă în mai multe etape de bază: "cusarea" scanărilor, transformarea coordonatelor, crearea de suprafețe.

Unde se aplică? La fel ca multe inovații și tehnologii tehnice lansate recent de la laboratoarele de cercetători, scanarea cu laser este doar la începutul dezvoltării unei varietăți de aplicații. Dar deja este posibilă listarea mai multor zone tehnologice, în care scanerele sunt folosite din ce în ce mai activ:

  • Sondajul obiectelor industriale (fabrici, rafinării, producție complexă)
  • sondaj de poduri
  • fotografierea și profilarea tunelurilor
  • Măsurători industriale (determinarea volumelor rezervoarelor)
  • industria minieră
  • restaurare și construcție
  • arhitectură și arheologie

Bineînțeles, viitorul acestei tehnologii este în continuare înainte, iar lista va fi completată cu noi aplicații, probabil la prima vedere, imposibile. Dar este destul de clar că ceea ce se știe astăzi este că scanarea este mai rapidă, mai precisă, mai informativă decât cele mai multe metode existente de măsurare







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: