Лазерное сканирование

Компания «Моспроект» выполняет лазерное 3D сканирование любых объектов на территории Москвы, МО и смежных областей. Мы проводим наземное сканирование с применением современных технологий и высокоточных лазерных сканеров — и гарантируем результат, в полной мере отвечающий действующим требованиям к точности. Чтобы узнать подробнее, что такое лазерное сканирование, в каких случаях проводят работы по наземному сканированию, какие стадии включает в себя применение лазера и какие виды лазерного 3D сканирования используются в настоящее время, потратьте несколько минут на чтение подготовленной экспертами «Моспроект» статьи!

Лазерное 3D сканирование: несколько слов о новой технологии

Прежде чем рассказывать об этапах мероприятий по лазерному сканированию объектов, уделим немного времени принципу работы современных сканеров. Как и следует из названия, лазерное 3D сканирование предполагает применение прибора, излучающего лазерный луч. Последний по природе идентичен лучу световому, однако отличается значительно меньшей длиной волны и большей частотой колебания, что обеспечивает минимальное рассеивание даже на значительных расстояниях, а значит, гарантирует возможность проводить работы по наземному сканированию сильно удаленных объектов.  

Сканер, оснащенный автоматически движущейся измерительной головкой, посылает в направлении подвергаемого лазерному 3D сканированию объекта множество лучей. Лучи, достигая цели, отражаются от поверхности, а затем возвращаются в исходную области. Измерительная головка фиксирует как время возврата, так и изменение траектории каждого отдельного луча — таким образом, проведение работ по лазерному сканированию помогает получить массив данных, по результатам автоматической обработки которых создается цельная трехмерная картина расстояний от проводящего наземное сканирование прибора до объекта лазерного сканирования. Эта картина, по сути, представляет собой 3D-модель внешней поверхности здания (помещения, сооружения) — и после оцифровки результатов лазерного сканирования может быть использована во всевозможных специальных программах для выполнения инженерных расчетов, архитектурных и дизайнерских работ.

Поскольку работа сканера осуществляется в полуавтоматическом режиме, инженеру, которому поручено провести лазерное сканирование, нет нужды многократно переставлять прибор и прослеживать траектории лучей. Сканер автоматически генерирует и принимает множество лучей, что делает наземное сканирование очень быстрым методом: в считанные секунды специалист может не только получить трехмерную модель большого участка объекта (а иногда и объекта целиком), но и посмотреть предварительный результат, чтобы проконтролировать качество лазерного 3D сканирование и, при необходимости, решить, какие изменения в расположение сканера следует внести. 

Помимо высокой скорости работы (в среднем для того, чтобы провести лазерное сканирование небольшого объекта, требуется до 10 минут), наземное сканирование обеспечивает высокую точность измерений, в зависимости от удаленности мишени, атмосферных особенностей и прочих факторов, непосредственно влияющих на качество лазерного 3D сканирования, — от 1 миллиметра до 3–5 сантиметров. Благодаря продолжающемуся развитию технологий точность лазерного сканирования неуклонно возрастает; возможно, в недалеком будущем значение погрешности, даже в не самых благоприятных условиях, не будет превышать и миллиметра.

Как у любого метода измерения, есть у лазерного 3D сканирования и слабые стороны. Самая важная из них — необходимость обеспечения во время работ по наземному сканированию отсутствия препятствий между сканером и мишенью. Чтобы провести качественное лазерное сканирование, инженер должен не только убедиться, что объект не закрыт от сканера деревьями, животными, людьми, техникой или иными постройками; для наземного сканирования требуется хорошая видимость — чистый воздух без тумана, снега, дождя и техногенных загрязнений. Второй сложный момент — опасность лазерного луча для глаз. Разумеется, смотреть прямо в прибор во время работы строго не рекомендуется — однако использование при проведении лазерного сканирования современных сканеров 2/2M позволяет снизить риски до приемлемого минимума, сводя опасность лазера практически до уровня обычного яркого света.

Почему стоит провести именно лазерное сканирование

Суммируя сказанное выше, отметим главные преимущества лазерного 3D сканирования по сравнению с иными используемыми в наше время методами:

• Большая точность. В отсутствие факторов, искажающих получаемые сканером данные (туман, осадки, прочие загрязнения воздуха, наличие препятствий между лазером и мишенью), лазерное сканирование позволяет предельно снизить возникающие во время работы погрешности — а возможность провести измерения в автоматическом режиме практически нивелирует вероятность возникновения в ходе лазерного сканирования ошибок по недосмотру инженера.
• Минимальная задержка. Генерируемые при работе сканера лучи движутся крайне быстро, за единицу времени прибор посылает в пространство тысячи волн — следовательно, наземное сканирование не занимает много времени, даже если требуется провести измерение большого объекта или целого комплекса зданий.
• Высокая степень автоматизации. И провести лазерное 3D сканирование, и подготовить компьютерную модель объекта можно с использованием специального программного обеспечения, что значительно ускоряет процесс и исключает появление неточностей в ходе обработки данных лазерного сканирования из-за человеческого фактора. В случае с проведением наземного сканирования это особенно важно, поскольку результатом работы сканера становится создание огромного массива данных, обработка которого человеком отняла бы много времени.
• Бесконтактность. Провести работы по лазерному 3D сканированию можно без физического контакта с измеряемым объектом. Применение сканера дает возможность создать модель здания (сооружения, помещения), располагающегося в труднодоступной зоне, измерить опасные для непосредственного пребывания объекты, а также получить данные о высотных, протяженных и отличающихся сложной наружной геометрией постройках.
• Универсальность. Хотя лазерное сканирование преимущественно используется для измерения внешних поверхностей строительных объектов, оно может быть применено и для создания 3D-моделей интерьера — разумеется, и в этом случае перед тем как провести работы потребуется полностью расчистить путь от сканера до мишени.

Дополнительным преимуществом лазерного 3D сканирования является компактность оборудования: габариты сканеров, в отличие от их точности, неуклонно уменьшаются, а значит, специалистам становится все проще провести лазерное сканирование того или иного объекта даже в самой отдаленной точке.

Разновидности лазерного 3D сканирования

Провести работы по лазерному сканированию какого бы то ни было капитального, некапитального или линейного объекта можно несколькими способами:

Наземный способ

Наземное сканирование проводят при помощи сканера, закрепленного на земле и во время работы не перемещаемого. Оценка правильности положения сканера выполняется с использованием визира или при помощи первичного (контурного) лазерного сканирования. Полноформатное наземное сканирование, как было описано выше, подразумевает создание большого массива данных, на основании которых затем и формируется 3D-модель. Поскольку в ходе работы сканер с места не сдвигается, провести наземное сканирование можно без установки вспомогательных маячков.

Передвижной способ

В отличие от наземного сканирования, передвижное, или мобильное, предполагает размещение сканера на движущемся основании (чаще всего автомобиле), которое со всех сторон объезжает подвергаемый лазерному сканированию объект. Применении такого метода лазерного 3D сканирования существенно ускоряет процесс работы, однако требует установки аппаратных компенсаторов, нивелирующих неизбежные в данном случае вибрации и отклонения от исходных осей.

Воздушный способ

Как несложно догадаться, главным отличием от наземного сканирования является размещение сканера в воздухе: фиксация на определенной высоте или на беспилотнике. Градация по высотам дает возможность провести наиболее детальное лазерное сканирование не только строительного объекта, но и прилегающей территории — правда, как и в случае с мобильным лазерным 3D сканированием, при обработке результатов требуется применение поправочных коэффициентов.

Как правило, для получения модели конкретного объекта используется один способ лазерного сканирования — обычно, в силу простоты, наземное сканирование. Однако провести измерение большой территории или комплекса зданий можно и комбинированным способом: все зависит от специфики задачи и технической оснащенности подрядчика.

Методики лазерного сканирования объектов

Провести работы по лазерному 3D сканированию с использованием современных технологий можно следующими методами:

• активным — лазерное сканирование предполагает использование сканера, генерирующего, а затем принимающего и фиксирующего лучи;
• пассивным — наземное сканирование осуществляется посредством высокочувствительного сканера, воспринимающего отражение от объекта световых лучей.

По наличию необходимости в физическом взаимодействии с мишенью лазерное сканирование может быть:

• контактным — лучи, посылаемые в процессе работы сканером, фиксируются размещенными на поверхности измеряемого объекта чувствительными датчиками;
• бесконтактным — производящий лазерное сканирование прибор сам и генерирует, и принимает, и фиксирует лучи, таким образом отсекая потребность в установке датчиков.

С учетом сложности сканеров провести работы по лазерному сканированию линейного, некапитального или капитального объекта может только квалифицированный инженер, обладающий не только необходимыми знаниями, но и навыками обращения с современным высокоточным оборудованием. Компания «Моспроект» располагает именно такими специалистами — и гарантирует доскональную точность каждого произведенного в ходе лазерного 3D сканирования замера!

Как провести лазерное сканирование объекта: краткая инструкция

Порядок проведения лазерного 3D сканирования определяется конкретной ситуацией: возможностью максимального приближения к строительному объекту, необходимостью монтажа сканера на движущуюся платформу, наличием неустранимых в ходе наземного сканирования препятствий. В общем случае лазерное сканирование проводят в следующем порядке:

1. Сбор исходных данных

Собственник или другое лицо, имеющее законное право на проведение обследования здания (сооружения, помещения, некапитальной постройки или линейного объекта), подготавливает пакет исходной документации. Поскольку работы по лазерному сканированию осуществляются не только в целях представления результатов в контролирующие государственные или муниципальные инстанции, состав пакета жестко не регламентируется. Это могут быть правоустанавливающие документы, справки из БТИ, проектная документации, договоры с подрядчиками и так далее — все, что, как считает клиент, имеет прямое отношение к предстоящему процессу лазерного 3D сканирования.

2. Заключение договора

Заказчик представляет специалистам компании «Моспроект» собранную документацию. Наши инженеры проводят первичный анализ информации, по мере необходимости задают владельцу объекта дополнительные вопросы — а при невозможности прояснить детали таким образом наводят справки в государственных и негосударственных источниках. 

По завершении анализа представленных заказчиком данных специалисты «Моспроект» определяют стоимость и срок, в который реально провести работы по лазерному сканированию. Мы не даем пустых обещаний сделать «прямо сейчас» — и не подводим заказчика в последний момент: качественное наземное сканирование требует подготовки, и каждая потраченная инженерами «Моспроект» минута становится залогом безукоризненно точного результата. 

3. Выезд на объект

После подписания договора на проведение лазерного 3D сканирования специалисты «Моспроект» прибывают на место расположения объекта, устанавливают сканер, после настройки прибора приступают непосредственно к наземному сканированию. Данные, получаемые в ходе лазерного сканирования, автоматически фиксируются планшетом, работающим в связке со сканером. Таким образом, первичная обработка получаемой в ходе работ по наземному сканированию информации осуществляется непосредственно на месте, что сильно ускоряет процесс.

4. Камеральная обработка данных

По завершении полевого этапа лазерного 3D сканирования специалисты «Моспроект» переходят к камеральной стадии работ. Полученные в ходе наземного сканирования массивы данных, уже прошедшие классификацию и статистическую обработку, передают в специализированные программные среды: конструкторские, архитектурные, дизайнерские — в зависимости от исходной цели лазерного сканирования. Современные приложения позволяют как подготавливать отдельные 3D-модели каждого отснятого сканером объекта, так и сшивать массивы данных в единый рельеф — создавая едва ли не до мельчайших подробностей совпадающую с реальностью картину местности. А применение высокоточных сканеров, например, Trimble X7, помогает обеспечить максимальную релевантность итоговых моделей.

5. Разработка 3D-модели объекта

Итогом работ по лазерному сканированию становится выпуск цифровых данных — 3D-модели отснятого объекта — сопровождаемых необходимыми пояснениями. В зависимости от потребностей заказчика «сырая» компьютерная модель может быть преобразована в формат, поддерживаемый конкретным приложением, в котором планируется дальнейшая обработка данных.

Модели, подготовленные инженерами «Моспроект» по результатам лазерного 3D сканирования, отличаются максимальной достоверностью — их можно использовать как при подготовке к косметическому ремонту, так и при проектировании масштабных, влияющих на несущие параметры строительного объекта изменений. В последнем случае лазерное сканирование должно сопровождаться полноформатным техническим обследованием: лучи, генерируемые сканером, не могут проникать через твердые поверхности, поэтому дают только габаритно-пространственные характеристики здания (помещения, сооружения, линейного или некапитального объекта).

Лазерное сканирование: сколько стоит провести, как долго ждать результатов?

Сроки и цена выполнения лазерного 3D сканирования определяются, в частности, объемом работы, необходимостью использования метода передвижного, воздушного или наземного сканирования, удаленностью снимаемого объекта от регионального центра, потребностью в использовании дополнительной защиты сканера. Мы не предлагаем длинные таблицы и непонятные формулировки: напишите нам в онлайн-чате, позвоните, отправьте письмо по электронной почте или лично приходите в офис «Моспроект» — и получите понятный расчет стоимости работ по лазерному сканированию!

Компания «Моспроект» — лидер столичного рынка в вопросах проведения инженерных изысканий, мониторингов, технических обследований и экспертиз, подготовки документации для легализации самостроя через ГИН (для Москвы) или суд (для Московской области и иных регионов). Мы — команда профессионалов, во всех тонкостях знакомых с особенностями российских и московских норм в области строительства — и со спецификой применения этих норм на практике. Мы располагаем полным набором необходимых для проведения работ инструментов и приборов, а добраться до любого населенного пункта нам помогает оснащенная по последнему слову техники мобильная лаборатория. Мы вкладываем душу в каждый замер — и стопроцентно отвечаем за точность каждого вывода. Закажите лазерное 3D сканирование в «Моспроект» — получите результат, не требующий уточнений!