Паспортные характеристики прибора.
Лазерный сканер Trimble TX5- это современный и инновационный прибор, который способен выполнять сканирование со скоростью до 976000 точек в секунду и на расстоянии до 120 м. Этот лазерный сканер имеет большое количество эргономичных преимуществ и параметров. Особенностью прибора является удобство и простота в работе, благодаря большому сенсорному дисплею с понятным полевым программным обеспечением. Прибор пользуется широким спросом у специалистов в архитектурной и строительной сфере. Кроме того, прибор имеет компактный размер и небольшой вес.
Технические параметры прибора.
| Дальномер | |
| Наибольшее однозначно определяемое расстояние | 153,49 м |
| Диапазон измерения расстояний1 | 0,6– 120м (внутри/вне помещений при низком уровне освещенности и падении луча по нормали к поверхности с коэффициентом отражения 90%) |
| Производительность | 122 000/244 000/488 000/976 000 тчк/с |
| Погрешность измерения расстояния2 | ±2 мм (на расстояниях 10 – 25 м при коэффициенте отражения 10 – 90%) |
| Ошибка измерения расстояния3 | На расстоянии 10 м | На расстоянии 10 м с функцией осреднения4 | На расстоянии 25 м | На расстоянии 25 м с функцией осреднения4 |
| Коэффициент отражения 90% | 0,6 мм | 0,3 мм | 0,95 мм | 0,5 мм |
| Коэффициент отражения 10% | 1,2 мм | 0,6 мм | 2,22 мм | 1,1 мм |
| Камера | |||
| Разрешение | до 70 Мп | ||
| Динамическая цветопередача | с автонастройкой яркости | ||
| Развертка
| |||
| Поле зрения (вертикальное/горизонтальное) | 300° / 360° | ||
| Шаг (по вертикали/по горизонтали) | 0,009° (40 960 трехмерных пикселей на 360° в обоих случаях) | ||
| Частота вертикальной развертки | 5 820 мин -1 или 97 Гц | ||
| Оптический излучатель | |||
| Класс лазера | 3R | ||
| Максимальная мощность лазера | 20 мВт | ||
| Длина волны | 905 нм | ||
| Расходимость луча | 0,19 мрад (0,011°) | ||
| Диаметр луча на выходе | 3 мм, круглогосечения | ||
| Управление и передача данных | |||
| Память | картаформатаSD, SDHCTM или SDXCTM, комплект включает карту объемом 32 Гб | ||
| Устройство управления сканером | сенсорный экран | ||
| Функции беспроводной сети (Wi-Fi) | дистанционное управление, просмотр и передача результатов измерений с помощью мобильных устройств c поддержкой технологии Flash | ||
| Встроенные датчики | |||
| Двухосевой компенсатор | диапазон работы – ±5°, погрешность – 0,015° | ||
| Высотомер | электронный, барометрического типа | ||
| Компас | электронный, калибруемый | ||
Прочие параметры.
| Напряжение источника питания | 9 В (блок питания) 14,4 В (аккумулятор) |
| Потребляемая мощность | 40Вт 80 Вт (в режиме зарядки аккумулятора) |
| Продолжительность работы от аккумулятора | до 5 ч |
| Диапазон рабочих температур | +5 – +40°C |
| Допустимая влажность воздуха | безконденсации |
| Разъем для подключения кабеля | В основании сканера |
| Масса | 5,0 кг |
| Габаритные размеры | 240 мм x 200 мм x 100 мм |
|
|
|
В стандартную комплектацию Trimble TX5 входят:
· Лазерный сканер Trimble TX5
· Транспортировочный кейс
· Блок питания
· Батареи питания
· Кейс для карты памяти
· Кардридер
· Защитные очки
· Руководство пользователя
· CD-диск с программным обеспечением Trimble SCENE
· 32Гб SD Карта (в сканер)
Расширенная комплектация Trimble TX5
· Стандартный комплект Trimble TX5
· Программное обеспечение Trimble RealWorks Advanced
___________________________________________________________________________________
1. Уровень освещенности влияет на дальность измерения расстояний и может являться причиной помех. При ярком освещении (например, солнечном свете) измеренные расстояния могут не достигать верхней границы заявленного диапазона. В случае низкого уровня освещенности и падения луча по нормали к поверхности с высокой отражающей способностью измеренные расстояния могут превысить 120 м.
2. Погрешность измерения расстояния определена как предельная ошибка измерения расстояния от центра инструмента до точки на поверхности плоской марки.
3. Ошибка измерения расстояния определена как среднеквадратическое отклонение точек от аппроксимирующей плоскости.
|
|
|
4. Функция предусматривает осреднение 4 или 16 измерений, уменьшая тем самым ошибку измерения расстояний в 2 или 4 раза соответственно.
Принцип работы на приборе.
В основе технологии трехмерного лазерного сканирования лежит метод определения множества трехмерных координат X, Y, Z отдельных точек на снимаемом объекте. Измерения выполняются с помощью высокоскоростного лазерного дальномера. Для перехода на следующий узел мнимой сетки луч лазерного дальномера после каждого замера разворачивается системой зеркал на некоторый заданный угол. Повышение плотности узлов в этой сетке увеличивает количество снятых точек и детализирует съемку. (см. приложение рис.1)
Дальномер имеет высокую скорость измерений - от нескольких сотен до десятков тысяч операций в секунду. Координаты точек, полученные в результате сканирования объекта, объединяются в большие группы точек (от сотен до миллионов), называемые на практике облаками точек.
Самые распространенные сегодня модели лазерных сканеров используют импульсный лазерный дальномер. Отклонение лазерного луча в вертикальном направлении осуществляется шаговым электромотором с закрепленным на нем зеркалом. В горизонтальном направлении луч лазера отклоняется путем вращения самого сканера Такая схема позволяет охватить все окружающее сканер пространство. (см. приложение рис.2) Например, в лазерном сканере Leica Scan Station поле зрения составляет 360о по горизонтали и 270о по вертикали. Угловая точность шаговых электромоторов, управляющих вращением сканера и зеркала, наряду с точностью лазерного безотражательного дальномера, являются важной составляющей точности получаемых координат точек. (приложение рис. 3)
|
|
|
Определив дальномером расстояние и зная угол отклонения лазерного луча в горизонтальной и вертикальной плоскостях, можно получить трехмерные координаты каждой точки. Они будут находиться в системе координат сканера.(см. приложение рис.4)
С помощью дополнительных операций и специализированного программного обеспечения можно будет привязать полученное облако точек к любой требуемой системе координат
Многие модели наземных лазерных сканеров обладают встроенной цифровой фотокамерой.
С ее помощью можно выполнить фотосъемку окружения прибора. Получив панорамную фотографию объекта, пользователь сможет взять из нее только то, что требуется, избежав сканирования лишних фрагментов и, следовательно, потерь рабочего времени.
Как и в любой современной технологии, важную роль в этой играет компьютер. Он служит управляющим и запоминающим устройством для лазерного сканера. Подключившись к нему с помощью кабеля, мы можем выбирать на экране область сканирования, задавать нужную плотность съемки, производить фотосъемку объекта, задавать координаты точки стояния сканера, отслеживать текущее состояние процесса сканирования, управлять сохранением результатов.
Технология съемки с применением лазерного сканера зависит от геометрии и типа снимаемого объекта. Для достижения результата иногда приходится многократно переставлять сканер с точки на точку, выполняя съемку отдельных деталей и фрагментов. Причина - наличие мертвых зон, возникающих из-за различных обстоятельств. Поэтому нередко возникает необходимость привести отснятый материал к единой системе координат. Для этого во время съемки на объекте или рядом с ним устанавливаются маркеры, с помощью которых производится объединение облаков точек, полученных с различных точек сканирования. Для пространственной трансформации облаков требуется, как минимум, три маркера на каждую точку установки сканера. Эти три точки с маркерами должны быть видны со смежных точек. Сам процесс объединения облаков точек выполняется в специализированном программном обеспечении.(см. приложение рис.5)
Сканирование не является конечной целью работы, это лишь один из методов достижения необходимого результата. Здесь важно заранее определить, нужна ли трехмерная модель объекта или же достаточно составления чертежа - от этого будет зависеть плотность получаемых точек и, как следствие, время на сканирование. При необходимости детального описания объекта мы получаем большой массив данных в виде облаков точек.
Следующий этап работы - выделение из полученного набора данных той информации, на основании интерпретации которой мы придем к конечному результату. Это может быть, допустим, разрез объекта в нужной плоскости или его трехмерная модель с использованием набора графических элементов. На экране достаточно просто измерить расстояние там, куда невозможно отправить человека с рулеткой, а также составить чертеж по результатам сканирования. В рамках специального программного обеспечения можно создавать анимацию с облетом полученных облаков точек трехмерной модели. При этом необходимо учитывать, что огромные массивы данных, состоящих из десятков миллионов точек, занимающие гигабайты на накопителях, предъявляют повышенные требования к быстродействию компьютеров и емкости накопителей информации.
Одной из областей, наиболее ярко открывающих возможности лазерного сканера, является архитектура. Сканирование незаменимо для решения задач сохранения памятников и предметов исторической ценности. Конечно, помимо лазерного сканирования существуют и другие методы сохранения изображений, например, фотография или ее частный случай - стереофото. Однако фотография не содержит трехмерных координат. Стереофотография, сохраняющая объемность изображения, больше всего подходит для визуального восприятия объекта, однако извлечение данных о координатах большого количества точек из стереопары фотографий сопряжено со значительными трудозатратами. Метод же лазерного сканирования дает нам возможность очень быстро провести съемку фасада здания и получить модель исторического объекта с деталями размером до нескольких миллиметров!
Другой пример применения лазерного сканирования - съемка сложных в техническом отношении объектов, особенно, если они давно эксплуатировались, неоднократно подвергались перестройке, но это не всегда оперативно отражалось в документации. Бывает, что чертежи некоторых узлов объекта утеряны. Бывает, что оборудование подлежит модернизации, однако непонятно, поместится ли новая техника на площадях старой. В этих ситуациях эффективно трехмерное лазерное сканирование. Именно оно позволит ответить на все вопросы. Смоделировав реальную ситуацию на компьютере, можно быть уверенным в успехе будущей модернизации (см. приложение рис. 6).
Например, мы можем импортировать в программу обработки модель нового оборудования, совместить ее с облаками точек и увидеть все проблемные участки планируемой модернизации. По сути дела, еще на этапе проектирования можно будет сделать вывод о том, насколько успешно завершится модернизация. Еще одной областью использования наземного лазерного сканирования является съемка карьеров и открытых горных выработок. Оперативный подсчет объемов грунта - важная задача для горнодобывающих предприятий. Она также успешно решается путем применения лазерного сканирования.
Перечень областей применения наземного лазерного сканирования можно продолжить. Обобщая, можно сказать, что потребность в данном виде съемки возникает тогда, когда надо решить две задачи: во-первых, необходимо получить максимально полную информацию об объектах со сложной геометрией, во-вторых, скорость полученияданных должна быть очень высока. Возможность выполнения этих задач одновременно дает определенные преимущества трехмерному лазерному сканированию перед другими методами съемки при работе с геометрически сложными объектами.
Полученные результаты работы на приборе необходимо подвергать обработке. Для этого используется специальное программное обеспечение Autodesk ReCap. Обобщив возможности Autodesk ReCap можно сказать, что данное ПО позволяет:
• из приложения Autodesk ReCap данные могут быть импортированы в различные продукты Autodesk, такие как AutoCAD, Autodesk Revit, Autodesk Inventor и др.;
• аппаратно-независимое 3D лазерное сканирование;
• фотореалистичная 3D визуализация данных;
• редактирование и чистка облака точек с помощью простых инструментов;
• выравнивание данных лазерного сканирования;
• добавление точек к облаку точек модели;
• детализация 3D проекта;
• проверка конструкций;
• использование облака точек при монтаже и демонтаже оборудования;
• использование для визуализации и проектирования дорог;
• проектирование мостов: сравнение реальной конструкции с проектом.
Дата добавления: 2020-11-15; просмотров: 84; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!