Přehled terestrických skenovacích systémů

1

Přehled terestrických skenovacích systémů.1 Víceúčelové polární skenery.2 Víceúčelové triangulační skenovací

systémy3 Totální stanice s možností skenování.4 Speciální a kinematické systémy.5 Speciální SPECIÁLNÍ systémy.

[1] Webové stránky výrobců LSS.

Laserové skenování, Ing. M. Štroner, PhD., Laserové skenování, Ing. M. Štroner, PhD., (154LSK_pred_4)(154LSK_pred_4)

2

1. Víceúčelové polární skenery.1. Víceúčelové polární skenery.

Využívají se pro běžné práce a jsou nejpočetněji zastoupenou skupinou na trhu. Uváděné maximální dosahy jsou typicky na objekty s odrazivostí 80% - 90%.

Běžné parametry:

Dosah 80 m.

Přesnost od 5 mm – 20 mm.

Rychlost měření více než 1000 bodů/ sekundu.


3


Cyrax 2500 (Leica HDS 2500)

- kamerový skener, - vzdálenost skenování max. až 100 m- využívá prostorovou polární metodu- úhly skenování 40° x 40°- rychlost měření 1000 bodů za sekundu- přesnost měření 6 mm v poloze pro bod- 2 mm pro bod na modelovaném povrchu. - Laser zelený laser 2 bezpečnostní třídy pro měření délek využívá měření tranzitního času (time-of-flight, pulsní dálkoměr) - vestavěnou digitální kameru s malým rozlišením


4


Riegl LMS-Z210ii

Panoramatický skener, pulsní technologií měření délek využívající záření v blízké infračervené oblasti s dosahem až 650 m, přesností 15 mm a rychlostí měření až 10 000 bodů za sekundu. Zorné pole má 80° x 360°, minimální krok 0,01°. Přístroj váží 13,5 kg a může být doplněn digitálním fotoaparátem pro získání pravých barev.

Riegl LMS-Z390iDosah až 400 m, přesností měření délky 6 mm, maximální rychlostí měření až 11 000 bodů za sekundu.

Riegl LMS-Z420i/Z620Dosah až 1000 m/2000 m, přesností měření délky 10 mm.


5


Přístroj Leica ScanStation 2

Využívá pulsní technologii pro měření délek se zeleným laserem s přesností 4 mm, dosahem 300 m a rychlostí skenování 50 000 bodů za sekundu. Zorné pole je 270° x 360°, přesnost měření úhlů 0,0034°. Systém je doplněn interní digitální kamerou s rozlišením 1 MPix, váží 12 Kg a pro zajištění horizontace využívá dvojosý kompenzátor.


6


Trimble GX

Panoramatický skener s pulsní technologií měření délek využívající záření o vlnové délce 532 nm s dosahem až 350 m, přesností 7 mm na 100 m a rychlostí měření až 5 000 bodů za sekundu. Zorné pole má 60° x 360°. Přesnost měření vodorovných úhlů je 0,0034° a svislých úhlů 0,0040°. Přístroj využívá dvojosý kompenzátor a váží 14,2 kg.


7


I-Site 4400LR

Panoramatický skener I-Site dosah 700 m, využívá pulsní dálkoměr na vlnové délce 905 nm s typickou přesností 50 mm a rychlostí měření 4400 bodů za sekundu. Minimální úhlový krok je 0,108°, přesnost měření úhlů 0,04°, zorné pole 80° ve vertikálním směru a 360° v horizontálním, správné urovnání je zajištěno kompenzátorem. Přístroj váží 14 kg a může být pro měření i zavěšen. Pro práce v podzemí může být vybaven speciálním světlem pro zajištění věrnosti barev snímaných kamerou.


8


Faro Photon 80

Panoramatický skener využívající pro měření délek fázový dálkoměr s rozsahem měření 0,6 m až 76 m a přesností do 5 mm na 25 m, s rychlostí měření 120 000 bodů za sekundu a zorným polem 360° x 270°. K přístroji není třeba pro měření připojovat počítač, data lze ukládat na interní harddisk. Jako volitelné příslušenství lze skener doplnit digitálním fotoaparátem pro doplnění polohové informace bodů skutečnými barvami.


9


Leica HDS 6000

Přístroj využívá fázovou technologii pro měření délek s přesností lepší než 6 mm na 50 m, dosahem 79 m a rychlostí skenování 500 000 bodů za sekundu. Zorné pole je 310° x 360°, přesnost měření úhlů 0,0072°. Systém nemá interní digitální kameru, váží 14 kg a pro zajištění horizontace využívá dvojosý kompenzátor. Data lze ukládat na interní harddisk a přístroj ovládat bez externího zařízení (PC, PDA), které lze také přípojit prostřednictvím ethernet nebo Bluetooth rozhraní. Pro transport dat lze také využít USB port.


10


MDL LaserAce Scanner

Poměrně atypický skener LaserAce je velmi podobný totální stanici, skenuje na vzdálenost 700 m s přesností měření délky 5 cm rychlostí 250 bodů za sekundu. Přesnost měření úhlů je 0,0005°. Přístroj umožňuje ruční měření (např. výběr charakteristických bodů povrchu) nebo automatické vymezitelné obdélníkem nebo polygonem, registruje data na compact flash karty a váží 8 kg.


11


Callidus CPW 8000

- využívá pro určení délky kombinuje fázový a pulsní dálkoměr,

- elektromagnetické záření o vlnové délce 658 nm,

- přesnost měření délky je 2 mm na 30 m (kalibrovaný dosah je 80 m), přesnost měření úhlů 0,002°,

- vodorovný rozsah měření je 360°, svislý 300°,

- rychlost skenování je 50 000 bodů za sekundu,

- měření plné sféry s úhlovým krokem 0,1°, tj. 5,4 miliónu bodů, trvá dle údajů výrobce 130 sekund, s uhlovým krokem 0,02° (132 miliónu bodů) pak 54 minut.


12


Ilris 36D

Ilris 3D je univerzální kamerový skenovací systém s pulsním dálkoměrem na vlnové délce 1500 nm s dosahem 3 m až 1500 m, přesností 7 mm na 100 m a rychlostí skenování 2500 bodů za sekundu. Zorné pole je 40° x 40°. Systém je modulární a může být doplněn na Ilris 36D motorizovanou platformou umožňující otáčení a sklápění celého skeneru, skenování je pak možné v plném rozsahu (360° x 360°). Jednotlivé skeny 40° x 40° jsou však spojovány jako nezávislé. Skener váží 13 g, motorizovaná platforma 10 kg, obsahuje integrovanou digitální kameru s CMOS senzorem s rozlišením 640 x 480 bodů a lze jej doplnit kamerou externí.


13


Riegl LPM-321

Vyjímečný, kromě dosahu 6 000 m se vymyká konkurenci ještě v možnosti určení vzdálenosti až na tři cíle z jednoho paprsku (jak je tomu běžně u leteckých skenerů). Dálkoměr pracuje s laserem pracujícím v blízké infračervené oblasti, rozsah měření je 10 m až 6000 m, přesnost 25 mm, rychlost měření (podle vzdálenosti) 10 až 1000 bodů za sekundu. Zorné pole je 150° x 360°. Přístroj váží 16 kg a může být doplněn digitální kamerou s vysokým rozlišením, data jsou registrována na paměťovou kartu v přístroji. Přístroj je dále doplněn dalekohledem (zvětšení 20x) a servoustanovkami pro manuální ovládání.


14

2. Víceúčelové triangulační skenovací systémy.2. Víceúčelové triangulační skenovací systémy.

Jsou určeny pro skenování malých předmětů na krátké vzdálenosti s vysokou přesností, uplatnění nalézají ve strojírenských aplikacích a v oblasti archeologie a památkové péče a vzhledem k přesnosti i ve strojírenství.


15


Atos III

Fotogrammetrický skener firmy GOM mbH, který měří v jednom skenu 4 000 000 bodů za 2 sekundy, měřený prostor může být v rozsahu 150 mm x 150 mm až 2 000 mm x 2 000 mm. Pro zajištění určení polohy měřených bodů skener promítá na objekt vzory. Přesnost se pohybuje podle vzdálenosti od objektu od setin mm výše.


16


Callidus CT 900

Maximální rozměry skenovaného objektu jsou zde 1600 mm x 1400 mm, maximální hmotnost skenovaného objektu 150 kg (resp. 1000 kg u speciálního modelu). Skenovací hlava se pohybuje ve svislém směru v rozsahu 0 mm – 1000 mm, zároveň se skenovací hlava se dvěma snímacími senzory může sklápět okolo svislé osy v rozsahu ±30°, okolo vodorovné osy ±40°.


Zdrojem elektromagnetického záření je diodový laser s vlnovou délkou 670 nm, hmotnost skeneru je 450 kg, měří 4 000 bodů za sekundu s přesností lepší než 0,1 mm.

17



S10 (SOISIC 10)

- panoramatický skener - Dosah 0,8 - 10 m- Dálkoměr triangulační- rozsah měření 320° x 46°- rychlost měření 100 bodů za sekundu- přesnost 0,2 mm- Laser 780 nm.- Sw 3Dipsos pro modelování a práci s meshdaty

18



S25 (SOISIC 25)

- panoramatický skener - Dosah 2 - 25 m- Dálkoměr triangulační- rozsah měření 320° x 46°- rychlost měření 100 bodů za sekundu- přesnost 0,6 mm- Laser 780 nm.- Sw 3Dipsos pro modelování a práci s meshdaty

19

3. Totální stanice s možností skenování.3. Totální stanice s možností skenování.

Skenovací totální stanice jsou geodetické přístroje vybavené servoustanovkami, bezhranolovým dálkoměrem a programem umožňujícím automatické měření v zadaném rozsahu, který může být v programovém vybaven přístroje nebo externího kontroleru. Rychlost měření se pohybuje v řádu jednotek až desítek bodu za sekundu a množství změřitelných bodů je tedy nesrovnatelně menší než u skenerů. Tyto přístroje se tak hodí pro práce, kde není nutný vysoký počet bodů jako je např. měření kubatur u skládek či povrchových dolů. Výhodou těchto přístrojů je větší univerzálnost, nevýhodou nízká rychlost měření.


20


Topcon Imaging Station IS-1

Je založena na přístroji Topcon GPT-9000A, skenuje maximálně rychlostí 20 bodů za sekundu (běžná rychlost měření u totální stanice je bod za několik sekund), dosah bezhranolového dálkoměru je až 2000 m. V modu s krátkým dosahem do 250 m měří s přesností 5 mm, v modu s dlouhým dosahem s přesností 10 mm + 10 ppm. Úhly měří s přesností 0,3 mgon. Obsahuje také dvě digitální kamery s rozlišením 1,3 MPix (15 snímků za sekundu) a to širokoúhlou a koaxiální pro přesní měření v dalekohledu se zvětšením 30 x. Přístroj umožňuje bezdrátové (Wi-Fi) ovládání pomocí kontroleru FC-200.


21


Trimble VX

Přístroj založený na přístroji Trimble S6, pro běžná geodetická měření dosahuje charakteristik přesnosti měření úhlů 0,3 mgon, délky na hranol měří s přesností 3 mm + 2 ppm, dosah bezhranolového dálkoměru je více než 800 m (Kodak Grey Card 90%, na Kodak Grey Card 18% více než 300 m) a přesnost stejná jako u měření délek na hranol. Pro skenování je vybaven rychlejším dálkoměrem měřícím až 15 bodů za sekundu (typicky 5 bodů za sekundu), pracujícím s pulsní laserovou diodou o vlnové délce 870 nm. Přístroj je také vybaven digitální kamerou s rozlišením 2048 x 1536 pixelů, zajímavostí je možnost přenosu videa v reálném čase na displej počítače.


22

4. Speciální a kinematické systémy.4. Speciální a kinematické systémy.

Speciální přístroje = jednoúčelové (skenování dutin apod.)

Kinematické = skener je v neustálém (nepravidelném) pohybu. Vyžaduje další senzory pro okamžité určení polohy.


23



Systém pro skenování dutin (Cavity Autoscanning Laser System), využívající miniaturní laserový skener. Vrtem o minimálním průměru 65 mm vedoucím do dutiny se vloží sonda se skenerem, který naskenuje mračno bodů. Přesnost systému je 50 mm, dosah 150 m. Rychlost měření je 200 bodů za sekundu. Systém lze využít až do hloubky 300 m pod povrchem, kromě skeneru je vybaven také infračervenou kamerou a inerciálním navigačním systémem (trojosý akcelerometr a trojosý magnetometr pro určování směru a intenzity magnetického pole) pro přesné určení posunu od vstupu do podzemí.

24



T-Scan je ruční skenovací systém firmy Leica. Na obr. je ruční část skenovacího systému, jejíž poloha a natočení jsou určovány pomocí laserových trackerů. Maximální rozměr měřeného prostoru je 30 m, vhodná vzdálenost ruční části od měřeného povrchu při měření je 83 mm, hloubka měření je 75 mm, přesnost 32 m, hustota měřených bodů 0,14 mm až 1,96 mm. Rychlost měření 10 000 bodů za sekundu. Skenovací systém je vhodný pro aplikace s požadovanou vysokou přesností zejména v leteckém průmyslu a strojírenství.

25



HandyScan

- ruční skener bez dalších nutných přístrojových doplňků jako jsou lasertrackery, pohyblivá ramena apod. Pro určení své polohy využívá nalepených speciálních (reflexních) terčíků. Váží 980 gramů, snímá 18 000 snímků za sekundu a měří s přesností až 50 mm. K počítači se připojuje prostřednictvím Fire-Wire rozhraní, při měření je k dispozici okamžitý náhled změřených bodů.

http://www.handyscan.cz/v-akci/index.html

26



Cyberware Whole Body X 3D Scanner

Zajímavé komplexní řešení pro skenování postav, zde je uvedeno pro zajímavost. Obsahuje čtyři skenovací hlavy, měří 60 000 bodů za sekundu a snímání jednoho těla trvá 17 sekund.

27



Street Mapper

Dopravní prostředky se mohou při měření pohybovat běžnou rychlostí. Doporučené aplikace jsou měření dálnic pro účely údržby, přesné a rychlé mapování tras pro nadměrné náklady, nadzemní vedení do průměru 3 mm, mapování vegetace a stromových porostů, vytváření modelů měst, opakovaná měření v povrchových dolech (s automatickým výpočtem změn mezi etapami) apod. Relativní přesnost měření je 30 mm (vzdálenost bod - bod), absolutní přesnost až 50 mm (v závislosti na kvalitě GPS signálu). Rychlost měření je 40 000 bodů za sekundu Při měření je současně využito více OEM skenerů Riegl, které skenují profily. Posun profilů zajišťuje dopředný pohyb dopravního prostředku.

28



Lynx Mobile Mapper

Kinematický systém sestávající z řídící a kontrolní jednotky, jednoho až čtyř Optech skenerů a až dvou kalibrovaných digitálních kamer, GPS a inerciálního systému. Operátor řídí systém pomocí notebooku ve vozidle, na které je zařízení upevněno na běžný střešní nosič. Dynamické určení polohy je zajištěnopomocí GPS Applanix/Trimble POSPAC Land programového řešení. Systém využívá laserový svazek v neviditelné části spektra.Maximální dosah jednoho skeneru je větší než 100 m (na cíl s reflektivitou 20%), přesnost určení vzdálenosti je 7 mm, skener se otáčí rychlostí 9 000 otáček za sekundu, vysílá 100 000 pulsů za sekundu a u každého měří 4 odrazy (první, druhý, třetí a poslední). Rozsah měření je 360°. Absolutní přesnost měření systému v poloze je 50 mm (za předpokladu dobrého GPS měření).

29



Lors 2

30



Lors 4

31



Lors 4

32



BiMatrik

33


KONEC

Documents

Přehled terestrických skenovacích systémů