Сравнение технологии лазерного сканирования и наземной фотограмметрии Алексей Нужнов ТОО «ЕАТС»

2 История технологии сканирования Leica Geosystems й Прототип Идея Инвестиции 2 -й Промышленный продукт Покупка й Промышленный продукт High-Definition Surveying 02 Geosystems 1 -й Промышленный продукт

3 История технологии сканирования Leica Geosystems Обзор скорости сканирования Cyrax т/сек Cyrax ,000 т/сек HDS ,000 т/сек ScanStation ,000 т/сек Компенсатор ScanStation ,000 т/сек Компенсатор Первый коммерческий сканер

4 Технология лазерного сканирования Сканер Тахеометр

5 Технология лазерного сканирования Upper window Main window Overlap regions of upper window 32.5° 42.5° 7.5° 57.5° 10° 360° Horizontal Rotation 270° Vertical Rotation

6 Ошибки лазерного сканирования Дальность и отражательная способность 500 м> 1000 м 170 м> 400 м 500 м> 1000 м 2 мм + 2 мм/км4 мм + 2 мм/км 0 m

7 Ошибки лазерного сканирования Дальность и отражательная способность 1000 м 150 м300 м 1000 м 4 – 8 мм? мм 0 m

8 Ошибки лазерного сканированияШум измерений или Точность моделирования поверхности Шум измерения – это разброс измерений, Не абсолютная точность Высокий шум по расстоянию Низкий шум ScanStation 2 имеет самый низкий шум на рынке

9 Технология лазерного сканирования Комментарий: Размер пятна: константа 6мм до 50м 100м расстояние: размер 18мм На 300м расстоянии: размер >100мм Измерение на центр пятна Точность измерения расстояния: +/- 4 мм Вертикальная точность: 0.004º (12) Горизонтальная точность: 0.004º (12) 6мм 0м0м 50м50м 1000м 100м 300м 500м 100мм мм

10 Размер лазерного пятна

11 Экспериментальные данные Лебединский ГОК. Работы проводились в сентябре 2003 г. с целью демонстрации возможностей лазерного сканирования. Экспериментальные часть работ показала возможность съёмки с расстояния до 500 метров по горным породам с малой отражательной способностью. ILRIS-3D - Лазерный сканер наземного базирования с дальностью действия 1100м

12 02 Typical Workflow Example: Building Scanning Project Scanning Field Work Project Definition Registration Direct Analysis of Point Cloud Production of 2D/3D Drawings Client Analysis of Point Cloud Point Cloud Deliverable Scanning of building front produces six scans. ScanStation also set-up over known survey points Back in office, scans registered into one point cloud, fixed to coord system Cyclone/CloudWorx CloudWorx/TruView Client uses MicroStation Cloudworx 2D drawing created from combination of Cyclone and AuroCAD CloudWorx Animation from Cyclone

13 Наземная фотограмметрия

14 Цифровая фотограмметрическая станция

15 Customer Profile ARCADIS, Orlando, USA Surveying Department of Large Civil Engineering Company 40 employees in department Part of a larger company: 13,000 employees in ARCADIS 5 field crews (including one crew with scanner) 60-70% of projects in Orlando office are topographic and engineering 70% of these projects could use HDS Acquired ScanStation in 2006

16 Scope 32,000 square meter design topographic map (for internal design team) 265,000 square meter boundary survey Workflow ScanStation & Cyclone for topographic mapping GPS for boundary survey & ScanStation control Benefits 80% labor savings for topographic survey More detail (e.g. tank & equipment heights) Less disruptive to site operations ScanStation (actual) Conventional (estimated) Field time5 hrs40 hrs Field crew22 Office time16 hrs40 hrs Total labor24 man-hrs120 man-hrs Case Study: 1 Wastewater Tank Farm

17

18 Case Study: 2 Drainage Survey Scope 120m x 300m complex site; 30cm grid < 6cm vertical change in 300m Deliverables for Arcadis Engineering Perspective drawings 2D site plan 30cm grid over top of site plan Workflow Leica ScanStation Cyclone & CloudWorx for AutoCAD Benefits > 50% labour savings Led to additional project proposal ScanStation (actual) Conventional (estimated) Field time40 hrs100 hrs Field crew22 Office time35 hrs Total labor115 man-hours235 man-hours

19

20 Case Study: 3 Road Survey Scope 1.2 km busy road with tall central barrier 2 lanes each direction & bridge DTM of roadway based on 7.5 m sections Bridge clearance measurements Workflow Leica ScanStation traverse from edge of road (backsight/foresight) Cyclone Benefits 75% labor savings No lane closures Client valued clean data Met tight client deadline ScanStation (actual) HDS3000 (estimate) Conventional (estimate) Field time16 hrs20 man-hrs40 hrs Field crew223 Office time8 hrs9 hrs40 hrs Total labor40 man-hrs49 man-hrs160 man-hrs

21 Rene Van Kersbergen, HDS Specialist ARCADIS, Orlando We like the flexibility to use either traverse & resection methods or target-based registration, depending on the project and site logistics. The fact that ScanStation is vertically constrained helps a lot in registration.

22 03 Typical Project Sales Notes These case studies show normal projects being undertaken with scanning. This shows the customer that scanning can be used on all traditional projects, not just special applications Important to understand and explain differences and benefits between conventional and scanning methods. This demonstrates to the customer how scanning can be profitable Extra benefits are also useful to help customers see how scanning represents new business opportunities, not just an enhancement of traditional methods Quotations show how the client has been impressed, which shows the customer that repeat work is possible

23 04 Product Overview Objectives Understand the various scanning hardware and software products available from Leica Evaluate the different applications of each product Understand at a high level the features and benefits of each product

24 What is High-Definition Surveying? Laser Scanners Producing Rich Point Cloud Data Laser Scanning 3D data capture Fast, accurate, complete, remote Full panoramic, full colour Compatible with TPS/GPS From Reality to 3D Data Point Clouds Remote visualisation x,y,z engineering measurements 3D CAD and 2D drawing extraction Data analysis (volume, clash, etc)

25 Rich 3D point cloud data The HDS Product Range and Workflow Full Selection of Hardware and Software Web-based access to cloud data Remote visualisation Full 3D dimensioning Hyperlink to external documents 3D CAD model building 2D drawing extraction Point cloud analysis 1.8 billion point capacity TruView Software Cyclone Software CloudWorx Software Point cloud analysis within popular CAD applications AutoCAD CloudWorx MicroStation CloudWorx PDMS CloudWorx SmartPlant CloudWorx ScanStation2 Long-range, high-precision scanner HDS6000 Ultra-high speed scanner

26 Laser Scanners from Leica Geosystems Phase and Pulse Technologies Pulse scanner High Speed, 50,000 pts/sec up to 300m 360° x 270° 4 mm Full dual axis compensation Long range, high accuracy Phase scanner Ultra-high speed 500,000 pts/sec up to 50m 360° x 312° 6 mm Dual axis sensor Short range, high speed Type Scan Rate Range Field-of-View Accuracy Levelling option Applications Long-range, high-precision scanner Ultra-high speed scanner ScanStation 2HDS6000

27 Leica Cyclone Полная 3-х мерная программа обработки сканов Полная 3-х мерная система создания моделей в КАД Создание 2-х мерных планов Расчет объемов и земляных работ Создание анимации и полета Создание модели рельефа и контуров

28 Leica CloudWorx Приложение для популярных КАД систем Контроль данных через команды Работает совместно с КАД Создание поверхностей, горизонталей, расчет объемов, проверка изменений при 2-х сканах CloudWord для AutoCAD CloudWorx для MicroStation CloudWorx для PDMS CloudWorx для SmartPlant

29 Leica TruView Web доступ к данным сканирования

30 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ