Измерения - одна из наиболее общих строительных процедур.
Традиционные методики опираются на отнимающий много времени процесс поиска множества характерных точек, их измерений вручную и последующего соединения линиями. Но такая информация не полностью отражает геометрическую действительность. При изучении сооружений все более важной становится возможность измерения поверхностей и объектов в их пространственном взаиморасположении.
Трехмерные модели сооружений необходимы для определения пространственных взаимосвязей объектов и материалов, включая их связь с близлежащими объектами. Такие измерения формируют основу информационной системы сооружения (BIS), которая служит для интерактивного обследования, оценки рисков и мониторинга разрушений, для восстановления и обеспечения сохранности сооружения. Законченность и ценность пространственных данных дают возможность инженеру более эффективно вести проектирование и существенно сократить стоимость расчетов в ходе строительства. Точная CAD-модель дает возможность подрядчику без ошибки заказать количество требуемого материала, предотвращая дорогие повторные заказы.
Современная технология лазерного сканирования существенно повысила доступность пространственных моделей, позволяя выполнять подробнейшие съемки сложных сооружений значительно быстрее, чем традиционными методами. Лазерные сканеры стали естественными преемниками роботизированных тахеометров. Ядро системы -сенсор, излучающий внутри некоторого пространства тысячи лазерных импульсов в секунду. Лазер сканирует помещение по вертикали и при этом вращается в горизонтальной плоскости, описывая полный круг. Дальномер определяет время распространения лазерного импульса до поверхности и вычисляет расстояние с миллиметровой точностью, а угловые датчики с высоким разрешением фиксируют значения азимута и угла наклона. В результате в реальном времени вычисляются полярные координаты каждой точки и записываются в полевой компьютер. При обработке измерений они преобразуются в пространственные прямоугольные координаты, по которым строится точная цифровая модель поверхности.
В 1999 году на рынке появился первый в мире полностью панорамный сканер, созданный немецкой компанией "Callidus Precision Systems GmbH". Компания - награжденный многочисленными призами разработчик аппаратного и программного обеспечения в областях автоматизации, обработки баз данных и измерительных наук. Опираясь на десятилетний опыт в геоинформатике, Callidus стала пионером методики лазерного 3D-сканирования для съемки, выдвинув идею лазерной сканирующей системы в 1996 году. На международный рынок система была представлена в 2001, а в апреле 2002 компания "Callidus" подписала соглашение с ведущим в мире поставщиком инструментов для съемки - Trimble о передаче ему эксклюзивного права на распространение системы Callidus" 3D Laser Scanning по всему миру. Callidus 3D Laser Scanner стал одним из последних прибавлений в семействе инструментов Trimble ToolboxT. Trimble Toolbox - наиболее совершенный и полный набор средств для съемки, обеспечивающий завершенное решение для пользователя и целиком предоставляемый одной компанией.
По мнению аналитиков, в настоящее время система Callidus лидирует на рынке 3D сканирования в отношении функциональности и внедрения технических новинок. Тесное сотрудничество с Trimble дает возможность обеим компаниям расширять свое лидирующее положение и открывать новые сегменты рынка.
Callidus 3D Laser Scanner - трехмерная лазерная сканирующая система с сервоприводом и с совмещенной цифровой камерой. Камера записывает панорамные изображения или крупные планы объекта. Лазерный сканер автоматически вращается и накапливает координаты окружающих объектов с исключительной скоростью и подробностью - свыше миллиона точек в течение 10 минут. Постоянная точность измерений сканера обеспечивается постоянным внутренним контролем отказов и постоянной тепловой калибровкой. ЗD-измерения записываются во входящий в систему защищенный полевой компьютер Callidus LMS с собственным набором программ для вычислений структурных линий и углов помещений с миллиметровой точностью.
В отличие от узконаправленных лазерных сканеров, Callidus 3D Laser Scanner охватывает все поле зрения целиком - 360 градусов по горизонтали и от +90 до -60 градусов по вертикали. Это увеличивает производительность работы и в поле, и в офисе, поскольку уменьшает число установок, а также сокращает время, необходимое для сканирования и для объединения данных при постобработке. Хотя единственный проход лазерного сканера обычно достаточен для большинства помещений, оператор может легко перенести Callidus для выполнения нескольких сканов помещения со сложной топографией или с мертвыми зонами от столбов и других преград.
Математический анализ измерений выполняется специализированным программным обеспечением 3D-Extractor. Это программа служит для 3-мерного представления измерений и дает возможность рассматривать и обрабатывать данные под различными углами. Программа автоматически распознает плоскости и базовые геометрические элементы и на их основе вырабатывает пространственную модель. Как только модель создана, оператор может выделить структурные и архитектурные контуры, профили и разрезы, визуализировать структурные линии, вычислить объемы и определить невертикальность стен. Для дальнейшей обработки данных ЗD-Extractor имеет возможность экспорта пространственных моделей в CAD-системы (100-процентная совместимость с AutoCAD и Microstation). Кроме того, программа 3D-Extractor совместима с программным обеспечением Trimble TerramodeP, которое обеспечивает пользователя законченным решением для съемки.
Возможности применения системы Callidus в строительстве простираются от составления документации до работ по восстановлению и непрерывно расширяются. Лазерные измерения предоставляют точное, неидеализированное изображение объекта, показывая смещения кладки и другие структурные повреждения наряду с другими незадокументированными изменениями. Они обеспечивают не только экономию времени, но также точную информацию для планирования и выполнения реконструкции. В гражданском строительстве и туннелестроении Callidus служит для создания моделей и измерения профилей.
Другой сектор приложения -промышленное строительство и особенно нефтехимическое. Callidus поставляет идеальные решения для планирования средств производства, контроля деформаций, а также для моделирования процессов. Список потенциальных пользователей включает инженеров-строителей, геодезистов, архитекторов, оформителей интерьера, агентов по продаже недвижимости и многих других.
Автор: Михаил Караванов, инженер технической поддержки Tumble Russia
Источник: Журнал "Строительная техника и технологии" N4 2002г.
