Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Рис. 3 Список точек привязки между сканами

Первая - уравнивание с помощью сканирования и распознавания специальных визирных марок HDS (рис.3). Марки могут быть как квадратными, так и круглыми, приклеивающимися, с магнитным основанием, устанавливаемыми на штатив, сдвоенные на одной вехе - для удобного определения системы координат, с устанавливаемой призмой - для наилучшего взаимодействия с тахеометрическими измерениями. Все они сделаны таким образом, чтобы их можно было просто найти при полевых съемках и однозначно дешифрировать на сканах. Облака точек можно уравнивать в локальную или государственную систему координат с использованием результатов измерений тахеометром на те же визирные марки. Удобный интерфейс уравнивания позволяет отключать или подключать отдельные точки, устанавливать веса, анализировать ошибки - все это служит оптимальному уравниванию.

Рис. 4 Пример «сшивки» сканов по общим точкам

Вторая технология - поиск связующих точек по общим характерным контурам, отображенным в местах перекрытия отдельных сканов (рис.4). Эта технология называется построение связующих по облаку точек (Cloud Constraints). Она позволяет уравнивать облака точек без использования визирных марок. На двух сканах выбираются минимум три общих контурных точки. Программа выделяет некоторую область вокруг этих точек и уравнивает общее геометрическое построение как совокупность всех точек. Оценить результат такого уравнивания можно дважды - по цифровому отчету и по визуальному сравнению наложения двух облаков. В результате появляется новая связь, которая уравнивается также как результаты измерения визирных марок. Подобная технология уменьшает время выполнения съемки в поле и позволяет использовать процесс лазерного сканирования более гибко.

Рис. 5 Отчет с диагностикой результата уравнивания

После каждого уравнивания можно получить детализированный отчет с диагностикой результата уравнивания (рис.5). В статистический отчет включено все полученные ошибки по каждому отдельному элементу уравнивания, по каждому отдельному облаку точек можно узнать общую среднеквадратическую ошибку преобразования координат и углы разворота.

Модульная концепция Cyclone способствует более гибкому подходу для создания оптимального рабочего процесса для любых индивидуальных требований клиента. Cyclone-REGISTER позволяет быстро и надежно уравнять сканы, сделанные с различных позиций, в единую систему координат. Cyclone-MODEL - следующий модуль, предназначенный для обработки облака точек - создание чертежей, трехмерных моделей, измерения, анализа данных, записи отдельных изображений и целых видеофильмов и многое другое.

1.3.3 Cyclone-MODEL - измерения, моделирование и чертежи

Этот модуль дает возможность обрабатывать облака точек, превращая их в объекты для экспорта и импорта в программы САПР, такие как AutoCAD, Microstation, 3ds max. Cyclone-MODEL - это самая мощная в области обработки трехмерных лазерных измерений, наиболее полная и автоматизированная программа, состоящая из средств измерения, моделирования геометрических объектов для инженерных изысканий, геодезии, архитектуры, строительства и многого другого.

Cyclone™ - это мощная программа с большим набором функций для обработки данных лазерного сканирования, полученных с помощью сканеров серии HDS™. Cyclone предназначен для геодезистов и инженеров для быстрой и точной визуализации, управления, измерения и моделирования трехмерных объектов и сцен. Построенный на базе уникальной объектно-ориентированной архитектуры базы данных типа клиент-сервер, Cyclone является высокопроизводительной платформой для обработки данных лазерного сканирования с максимальной скоростью и точностью.

Управление Уровнем Детализации графического отображения объектов и распределенным обращением к оперативной памяти компьютера – в Cyclone заложена система управления Уровнем Детализации (Level of Detail - LOD) отображаемой графической информации, с помощью которой можно добиться компромисса между быстродействием компьютера и объемом отображаемой информации. Настройки детализации отображения могут быть применены к любым типам объектов (облако точек, цилиндры, поверхности и т.д.). Это очень важная функция особенно при обработке очень больших и сложно структурированных проектов. При отображении удаленных объектов Cyclone генерирует меньше деталей, только для создания визуально-точной картинки. Это дает большой выигрыш в скорости отображения и лучшем использовании оперативной памяти компьютера. Уровень Детализации может быть применен при отображении отдельных сканов, интеллектуального уменьшения количества точек в местах наложения сканов.

Пространственная навигация с использованием трехмерного ограничителя (Limit Box) – данные проекта могут быть поделены на отдельные квадратные или кубические ограничители. Менеджер Limit Box дает возможность быстрой навигации по отдельным частям большой базы данных.

Быстрое Автоматизированное моделирование трехмерных объектов – уникальные и мощные средства Cyclone – определение рядом стоящих точек (region growing) (рис.6) дают возможность быстро и точно создавать трехмерные модели из облаков точек. Функция работает следующим образом: выбирается одна или несколько точек, затем с помощью алгоритма наилучшего размещения Cyclone автоматически находит соседние точки, удовлетворяющие условию построения соответствующей фигуры. И алгоритм работает до тех пор, пока вновь найденные точки не будут удовлетворять условию построения фигуры. Таким образом, можно построить цилиндры (трубы), плоскости, сглаженные поверхности. Алгоритм основан на методе наименьших квадратов и все статистические данные (среднеквадратическое отклонение, среднее и максимальное отклонение от среднего и т.д.) показывают надежность построения модели.

Рис. 6 Пример определения рядом стоящих точек

Корректировка по Таблицам и Интеллектуальное Моделирование Труб – все вновь создаваемые трехмерные модели труб и металлоконструкций можно корректировать в автоматическом режиме по встроенному каталогу стандартных размеров (например, по ГОСТу) (рис.7). Режим Моделирования Труб позволяет помимо построения трехмерной модели добавлять информацию о спецификации труб, идентификаторах линий, толщине труб и изоляции и соответствующие Символьные ключи.

Рис. 7 Каталог стандартных размеров

Виртуальный Топограф (Virtual Surveyor™) для быстрой топосъемки – простая в обучении функция Виртуального Топографа эмулирует процесс накопления полевых данных традиционными геодезическими приборами. Все данные могут быть экспортированы в настраиваемом текстовом формате ASCII для передачи в стандартные программы обработки геодезических данных. Тем самым, можно сказать, осуществляется мечта геодезистов и топографов – получать информацию не выходя из офиса.

Точные топографические модели, Вычисления отклонений от поверхности – в Cyclone есть мощные средства поддержки комплексных топографических моделей с возможностью сглаживания нерегулярных сетей треугольников поверхности, что позволяет уменьшать объемы данных при сохранении точной геометрии. Достаточно легко, непосредственно из облака точек создаются сечения вдоль ломанной или сплайн-линии, а также линии равных высот (изолинии).

Средства измерения отклонений от поверхности дают возможность вычислять объемы перемещаемого грунта для выемки и насыпей. Объемы вычисляются по существующим или предполагаемым поверхностям. Результат вычислений включает объем, контуры, таблицы с разницами высот, определенные через устанавливаемый пользователем интервал. Изменение интервала вычислений позволяет настраивать точность получаемого результата.

1.3.4 Leica Cyclone - VIEWER и VIEWER PRO – измерения и

визуализация объектов

Cyclone-VIEWER Pro это программа предназначена только для визуализации и измерений. Все функции визуализации и измерений по данным трехмерного лазерного сканирования без необходимости иметь полную лицензию Cyclone. Это возможность распространять базы данных Cyclone пользователям, не имеющим программного модуля Cyclone-MODEL.

Cyclone-VIEWER Pro предоставляет все функции визуализации: вращение, увеличение, навигация, измерения, создание собственных слоев, двумерное черчение по плоскости, а также аннотации и средства импорта и экспорта данных в/из Cyclone, включая облако точек и трехмерные модели.

Cyclone-VIEWER - это версия программы Cyclone, предназначенная только для просмотра баз данных формата '*.imp'. VIEWER - программа, которую можно устанавливать на любой компьютер без лицензии. Это очень хороший способ передавать материалы заказчику или для рекламы без прав изменений и экспорта данных. При просмотре можно видеть, увеличивать и вращать облака точек, модели объектов, промеры, профили и др.

1.3.5 Leica COE (Cyclone Object Exchange) - обмен данными

Эффективное решение для двунаправленного обмена данными. Cyclone™ Object Exchange (COE) Data Transfer – это программная утилита для обмена данными между Cyclone и AutoCAD (2000 или более новый) и MicroStation.

1.3.6 Cyclone CloudWorx для AutoCAD

Программа, позволяющая получить огромные преимущества при обработке 3D облаков точек в широко распространенной среде САПР

Пользователи AutoCAD могут работать с большей эффективностью, обрабатывать большие 3D облака точек непосредственно в среде AutoCAD с использованием средств и команд, работающих в этой программе. Cyclone CloudWorx добавляет простые функции для визуализации и работы с разрезами облаков точек для ускорения создания двумерных чертежей. Мощные функции автоматического моделирования позволяют создавать модели труб из облака точек в среде AutoCAD.

2. Возможности сканирующей системы

Лазерный сканер Leica Scan Station 2 позволяет проводить высокоточные измерения объектов любой сложности (с погрешностью до 2 мм) за минимальное время, на выходе получаем данные в виде «облаков точек» или другими словами трехмерную модель объекта в виде «облаков точек», что значительно облегчает работу по созданию обмерных чертежей и планов.

2.1 Основы технологии лазерного сканирования

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.

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 (рис.8). Такая схема позволяет охватить все окружающее сканер пространство. Например, в лазерном сканере Leica Scan Station поле зрения составляет 3600 по горизонтали и 2700 по вертикали (рис.9). Угловая точность шаговых электромоторов, управляющих вращением сканера и зеркала, наряду с точностью лазерного безотражательного дальномера, являются важной составляющей точности получаемых координат точек.

Рис. 8 Принцип действия лазерного сканера

Рис. 9 Дизайн двух окон

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.

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 марки, с помощью которых производится объединение облаков точек , полученных с различных точек сканирования. Для пространственной трансформации облаков требуется, как минимум, три марки на каждую точку установки сканера. Эти три точки с марками должны быть видны со смежных точек. Сам процесс объединения облаков точек выполняется в специализированном программном обеспечении.

Характеристики

Список файлов реферата