Лазерные сканеры

Что такое лазерное сканирование и зачем оно нужно?!

Лазерное сканирование – это метод высокоточного картографирования местности или её оцифровывание. Однако, в отличие от технологий позволяющих вести последовательную съемку отдельных точек, сканирование позволяет быстро получать детальные измерительные данные обо всем объекте в целом. Как будто камера делает панорамную фотографию на 360 градусов, но при этом получает точные трехмерные координаты каждого пикселя.

Где применяются наземные лазерные сканеры?

Получение качественной исполнительной съемки или измерительной информации о текущем состоянии объекта, это очень важно для строительства и реконструкции, такая съемка снижает риски и стоимость работ.

Топографическая съемка, получаемая посредством лазерного сканера, настолько полная и детальная, что вы всегда можете обращаясь к массиву данных словно бы вернуться в поле, найти необходимы данные или дополнить проект. Также все работы производятся значительно быстрее.

• химические предприятия (производство удобрений);
• добыча полезных ископаемых (уголь, руда, песок, щебень);
• агропромышленные предприятия (учет сельскохозяйственной продукции);
• производство стройматериалов (цемент);
• нефтепереработка и хранение.

Съемка дорог на расстоянии. Выполнить съемку оживленного шоссе или развязки очень затруднительно, т.к. постоянный трафик не позволит быстро пройтись по дороге с RTK ровером. Используя лазерный сканер, мы можем произвести съемку, находясь на безопасном расстоянии.

Криминалистика – вы можете в любой момент открыть цифровую модель места происшествия на своем компьютере, чтобы произвести дополнительные измерения и анализ, возможно, это позволит заметить некоторые детали, которые ускользнули от взора при первичном осмотре места преступления.

Так как данные, полученные посредством лазерного сканера – это измерительная информация, вы можете использовать их в программах для различного рода задач. Например, по виртуальным данным можно анализировать реальное расположение конструкций относительно проектного.

Как работает лазерный сканер?

• первая – это полевой этап, на котором сканер производит физическую съемку объектов;
• вторая – это камеральная обработка, где полевые данные преобразуются в те результаты, которые и используются в дальнейшей работе.

Ставим сканер в оптимальное для съемки выбранного объекта положение, нажимаем кнопку и просто ждем, пока прибор сделает свою работу. На полевом этапе, если необходимо, можно получить панорамные снимки и сделать исходные данные еще более реалистичными. Перед началом работы нужно правильно выбрать место установки инструмента, это позволит сократить количество станций и сэкономить время.

Как получить 3D модель всего объекта?

Для этого необходимо выполнить сканирование с нескольких точек, что позволит получить облака точек одного и того же объекта с разных ракурсов, которые потом сшиваем и привязываем к системе координат. Сканы могут быть точно привязаны к нужной системе координат, как при стандартной топографической съемке.

Программное обеспечение для обработки позволяет создавать бесконечное количество конечных проектов и выделять только ту информацию, которая необходима: двухмерные планы и высотные отметки, понятные и удобные панорамные изображения с возможностью получение измерений для каждого пикселя, сечения и профили, объем, направление выстрелов для анализа траектории полета пули и создания картин преступлений.

Кроме того технология сканирования позволяет получить дополнительные результаты, например, детальные топографические планы, триангуляционные поверхности, полностью текстурированные модели, обзорные видео, интеллектуальные 3D модели промышленных объектов, а также BIM (информационные модели зданий).

Обучение работе на лазерном сканере

• проектирование;
• строительство;
• управление производством;
• эксплуатация и обслуживание зданий и сооружений;
• криминалистика;
• моделирование;
• в образовательной сфере;
• съёмка промышленных объектов;
• создание информационных моделей зданий;
• в археологии и сохранении памятников.

Существует несколько типов лазерных сканеров, каждый из которых имеет свои особенности и применяется в разных ситуациях. Вот основные виды:

1. Стационарные наземные лазерные сканеры

Эти устройства устанавливаются на земле или специальных платформах и используются для высокоточного сканирования крупных объектов, таких как здания, мосты, карьеры и другие инженерные сооружения. Они обеспечивают высокую детализацию и точность измерений.

2. Мобильные лазерные сканеры

Устройства крепятся на транспортные средства (автомобили, поезда, корабли), позволяя проводить быстрое сканирование больших территорий, дорог, железнодорожных путей и морских акваторий. Эти сканеры отличаются мобильностью и возможностью работы в движении.

3. Бортовые авиационные лазерные сканеры (LiDAR)

Устанавливаются на самолеты, вертолеты или беспилотники. Применяются для картографирования местности, изучения рельефа, мониторинга лесов, сельскохозяйственных угодий и городских зон. Такие сканеры охватывают большие площади и обеспечивают быстрый сбор данных.

 5. Миниатюрные переносные лазерные сканеры

Компактные устройства, предназначенные для быстрого сканирования небольших объектов, интерьеров помещений, элементов интерьера и промышленных деталей. Часто применяются в производстве, дизайне и реставрации.

Каждый тип лазерного сканера выбирается исходя из конкретных задач, требований к точности и условий эксплуатации.

Выбор конкретной модели LiDAR зависит от ряда факторов, включая область применения, требуемую точность, дальность обнаружения, скорость сканирования и бюджет проекта. Рассмотрим наиболее распространенные модели LiDAR и их характеристики:

Velodyne VLP-16 Puck Lite

- Применение: автономные автомобили, робототехника, картография.

- Особенности: компактный размер, низкое энергопотребление, водонепроницаемость IP67.

- Дальность: до 100 метров.

- Разрешение: 16 каналов вертикального разрешения.

- Частота вращения: до 20 Гц.

Hesai PandarXT

- Применение: автопилотируемые автомобили, беспилотные аппараты, безопасность.

- Особенности: высокий уровень защиты от пыли и влаги IP68, малый вес и компактность.

- Дальность: до 200 метров.

- Разрешение: 32 канала вертикального разрешения.

- Частота вращения: до 20 Гц.

Ouster OS1-64

- Применение: роботы, дроны, автономные машины, сельское хозяйство.

- Особенности: широкий угол обзора, высокое разрешение, возможность подключения GPS/IMU.

- Дальность: до 120 метров.

- Разрешение: 64 канала вертикального разрешения.

- Частота вращения: до 100 Гц.

LeddarTech M16

- Применение: Безопасность, управление движением, мониторинг инфраструктуры.

- Особенности: Низкая стоимость, малое потребление энергии, устойчивость к вибрации.

- Дальность: До 200 метров.

- Разрешение: 16 каналов вертикального разрешения.

- Частота вращения: До 20 Гц.

При выборе модели LiDAR рекомендуется учитывать следующие критерии:

• требуемый диапазон измерений;
• необходимую частоту сканирования и угловое разрешение;
• возможности программного обеспечения;
• совместимость с существующими системами управления и навигации;
• стоимость и доступность технического обслуживания.