Бесплатный
Номера телефонов ПРИН
Здесь мы делимся самой большой ценностью наших коллег и партнёров: опытом и знаниями.
Читай, изучай и развивай свои профессиональные навыки.
Давай расти вместе!
Лазерное сканирование используется уже более 20 лет, но в последнее время оно стало особенно популярным благодаря внедрению BIM как в мире, так и постепенно в России.
Всё чаще к нам обращаются за советом: какой сканер выбрать для решения тех или иных задач?
В этой статье мы постарались подробно описать - на какие моменты стоит обратить внимание при выборе наземного лазерного сканера.
Что же такое лазерный сканер и что мы получаем в результате?
Лазерный сканер это по сути усовершенствованный электронный тахеометр. То есть устройство, которое измеряет расстояние и направление до объекта. Но в отличии от тахеометра сканер делает измерения очень быстро. Часто лазерный сканер называют лидаром - от английского LiDAR (Light Detection and Ranging).
Рисунок 1. Принцип измерения лазерным сканером
Результат лазерного сканирования - облако или массив измеренных точек. Каждая из точек имеет информацию о пространственном положении и в большинстве случаев данные по интенсивности отражения и естественном цвете.
Рисунок 2. Пример облака точек в расцветке градации интенсивности отраженного сигнала
Итак, вы пришли к пониманию, что для вашей работы вам необходим лазерный сканер. При этому вы понимаете, что преимуществами использования лазерного сканирования являются скорость, точность и детальность получаемой информации. Что делать дальше? Какой инструмент подходит для решения ваших конкретных задач?
Самое простое на первый взгляд, изучить технические характеристики представленного на рынке оборудования. И выбрать то, что вам понравилось.
Это правильный способ, но изучение должны быть выполнено скурпулёзно, так как в рекламных брошюрах часто указываются не все важные для вас характеристики.
Часть из них может быть указана кратко, часть не указана совсем.
Давайте вместе пройдемся по характеристикам и рассмотрим их влияние на конечный результат.
Скорость сканирования
Это первая характеристика, на которую обращают внимание.
Современные сканеры могут излучать от 500 тысяч до 2 миллионов импульсов в секунду.
Безусловно это важный параметр, напрямую влияющий на время выполнения полевых работ.
Есть ли разница между сканированием со скоростью 500 тысяч, 1 млн или 2 млн точек?
На бумаге разница в несколько раз. Однако, если вы выполняете сканирование снаружи, то часть этих импульсов уйдет в пустоту и большой разницы во времени получения конечного результата может и не быть.
Отметим, что часто высокая скорость измерения достигается только при каких-то условиях, или скорость ограничивает другие параметры сканирования.
Дальность сканирования
Второй важный параметр - дальность сканирования. Вполне осязаемая и понятная характеристика.
На этот параметр нужно обращать внимание через призму характера работ, которые вы планируете выполнять, и вашего бюджета.
Обычно, чем дальнобойнее сканер, тем он дороже.
К примеру, для внутренних работ дальность сканирования 60-80 метров вполне достаточна. И нет смысла переплачивать за сканер, который измеряет 120 метров и более.
К тому же в процессе выполнения работ в помещении приходится очень часто переставлять сканер.
Эффективное расстояние, на котором можно получать данные, обычно находится в пределах 20-50 метров.
Если же вы планируете заниматься не только внутренними, но и наружними работами, то сканер должен позволять вам измерять высокие здания и объекты. При этом нужно понимать, что к некоторым зданиям невозможно подойти близко, а также, что лучшие измерения получаются при перпендикулярном падении луча на поверхность. ПОэтому в данном случае - чем дальнобойнее сканер, тем лучше.
Рисунок 3. Дальнобойный сканер позволяет сканировать высокие здания (фото предоставлено moltgeo.ru)
Тип дальномера
Дальномеры в сканерах могут быть фазовыми, импульсными или импульсными с оцифровкой сигнала.
Тип дальномера сказывается на его характеристиках.
Импульсные – дальнобойные и быстрые, но точность ниже, чем у фазовых.
Фазовые дальномеры – точные на небольших расстояниях.
Самые современные – импульсные дальномеры с оцифровкой сигнала.
Они и быстрые, и точные. Чаще всего технологии, применяемые в такхих дальномерах, имеют свое собственное названия, например, Trimble Lightning 3DM.
Точность сканера
Часто в технических характеристиках делается упор на точность дальномера.
Безусловно, это важный параметр, но есть несколько моментов.
Первый - зачастую точность дальномера указывается только на определенном расстоянии, например, 20 метров.
Как дальше ведет изменяется погрешность – производитель не сообщает.
____________________________________________________
Обращайте внимание, на каком расстоянии в спецификациях
указывается точность измерений расстояний.
____________________________________________________
Кроме точности дальномера, есть еще и понятие шума дальномера.
Шум в том числе зависит от коэффициента отражения поверхности, до которой производится сканирование. Белые и светлые поверхности отражат луч лучше, чем чёрные.
В характеристиках обычно указывается уровень шума для хорошо отражающих поверхностей (например, для альбедо 80-90%).
Но таких поверхностей в реальности очень мало.
____________________________________________________
Обращайте внимание на уровень шума, в том числе
и для плохо отражающих поверхностей.
____________________________________________________
Таблица 1. Пример характеристик точности дальномера лазерного сканера с указанием уровня шума на разных расстояниях и для поверхностей с разной отражающей способностью
Лазерный сканер измеряет не только расстояние, но и углы.
У сканеров угловая точность обычно ниже точности тахеометра и находится на уровне 15-20”.
На конечный результат влияет сумма погрешностей дальномера и угломерного блока.
Чтобы облегчить жизнь потребителям некоторые производители указывают конечную точность, часто называемую - 3D точность.
3D точность может быть указана для комфортных расстояний, например, для 20 метров, и поверхностей с хорошей отражающей способностью.
На маленьком расстоянии влияние угловой минимально.
Таблица 2. Пример характеристик лазерного сканера с указанием 3D точности для разных расстояний и поверхностей с разной отражающей способностью
Диаметр пятна лазерного луча
Следующая характеристика – диаметр пятна лазерного луча.
Чем меньше, тем однозначно лучше, так как маленький пучок позволяет получать более детальную картину, что бывает важно при съемке архитектурных элементов декора.
Диаметр также зависит от расстояния.
Чем больше расстояние - тем больше диаметр пятна.
Рисунок 7. Влияние ошибок измерения расстояния, угла и размера пятна на конечный результат.
Время сканирования
Стоит обратить внимание и на время сканирования.
Но не просто как цифру, за которое выполняется самое быстрое сканирование, а рассмотреть время сканирования в различных режимах.
Зачастую в рекламе указывается минимальное время сканирование на самых минимальных настройках, на которых обычно не выполняется сканирование.
Поэтому,
____________________________________________________
Внимательно читайте, при каких условиях
достигается минимальное время сканирования.
____________________________________________________
Таблица 3. Время сканирования в зависимости от плотности и чувствительности дальномера
Масса сканера
Важной характеристикой является масса сканера.
Всем исполнителям хочется, чтобы оборудование было легким и компактным, уменьшалось в кармане куртки.
Но, как показывает практика, чем больше масса лазерного сканера (в адекватных пределах до 11-12 кг), тем стабильнее и надежнее результат.
Объясняется это просто - сделать миниатюрными оптиковолоконный измерительный тракт дальномера и устройство измерения углов очень сложно, поэтому обычно чем сканер меньше, тем характеристики точности хуже.
Иногда большая масса играет и полезную роль, например, при сильном ветре легкий сканер будет испытывать более сильную ветровую нагрузку и конечное облако точек может получиться с волнообразными поверхностями.
Поэтому обращайте внимание на массу сканера в том числе с пониманием, какие где вы будете выполнять работы, снаружи или внутри.
Принцип компенсации наклона
На качество конечного результата оказывает и принцип компенсации наклона.
У простых сканеров он основан на измерении наклона в начале и в конце сканирования с помощью поворота сканера вокруг вертикальной оси.
Однако при наличии вибрации в процессе сканирования отсутствие компенсации в процессе измерений может ухудшить конечный результат.
Поэтому мы рекомендуем выбирать сканеры, которые могут компенсировать наклон инструмента во время всего процесса сканирования, например, с помощью жидкостного компенсатора:
Рисунок 8. Принцип работы жидкостного компенсатора.
Температурный диапазон работы и степень пыле-влагозащиты
Температурный диапазон для территории России очень важный параметр.
Большинство производителей указывают температурный диапазон, в котором действительны указанные точностные характеристики.
Чаще всего сканеры могут работать от 0 градусов цельсия и выше.
Чем ниже возможная температура сканирования, тем, безусловно лучше.
Кроме температуры важно обращать внимание на такой параметр, как степень пыле-влагозащиты.
Вряд ли вы будете работать сканером в проливной дождь, но пыль часто встречается на объектах, подлежащих сканированию.
Если же вы все-таки решите работать в мелкий дождь или снег, обратите внимание и на защиту вращающегося зеркала от внешних осадков.
Лучше, если такая защита будет.
Объём данных
Важный параметр - объём данных, который генерирует сканер.
Вроде бы и технологии хранения сегодня сильно продвинулись вперед, но часто передача и хранение гигабайтов данных вызывает сложности.
Особенно если вы планируете выполнять сканирование часто.
____________________________________________________
Уточняйте, объём записываемых данных
и способ их переноса на компьютер для последующей обработки.
____________________________________________________
Сшивка сканов
И напоследок нужно обязательно упомянуть, что кроме полевых работ по сканированию, достаточно большое время занимает процесс сшивки (или регистриации) сканов.
____________________________________________________
Чем проще процесс сшивки, тем меньше времени
вы затратите в целом на сканирование.
____________________________________________________
Сшивка может выполняться как сразу в поле, что позволит вам предварительно оценить результат сканирования непосредственно в поле, так и в офисе.
Заключительное слово
После того, как вы ознакомились с техническими характеристиками сканеров, обязательно пригласите поставщика оборудования для полевой демонстрации возможностей сканера.
Только так, на реальном объекте, вы поймете все плюсы и минусы того или иного оборудования и получите полное представление о процессе сканирования от момента выполнения сканирования и до получения конечного результата.
Брагин Александр
Директор по развитию компании. Твердой рукой задает вектор развития технологических решений, а зорким глазом следит за клиентским сервисом. Более 10 лет обучал студентов в ВУЗе современным технологиям.
Понравилась статья?
Оцените:
Всего оценок: 31
Хорошо
Интересно
Супер
Сложно
Плохо
Делитесь, сохраняйте
обсуждайте:
Похожие публикации
Мы открыты для общения
