Сегодня услуги по созданию 3D-моделей становятся все более популярными среди различных служб и строительных компаний. Особенно ценными они оказываются для строителей, дизайнеров и надзорных органов, ответственных за состояние объектов. Создание пространственных компьютерных моделей с детализацией и высокой точностью отображения позволяет специалистам исследовать фасады зданий, элементы и конструкции с целью выявления дефектов или деформаций. Такие данные необходимы для своевременного принятия мер по сохранению объектов. Трехмерные модели послужат основой для расчета объемов работ по реконструкции, ремонту или перепланировке.
В отличие от обычной геодезической съемки, лазерное 3D-сканирование здания является более информативным инструментом. Она позволяет определить искривление геометрии здания и выявить элементы, которые следует выровнять в одну плоскость, такие как крепежные детали или анкеры. Результаты лазерного сканирования объектов точны и не усреднены, в отличие от других методов измерений. Например, обычные замеры расстояний между крайними точками сооружения не всегда позволяют обнаружить значительные отклонения от нормы, в то время как сканы помогают выявить трапецевидность объекта или другие несоответствия.
Применение 3d сканирования
Со сканером вы можете выполнить широкий спектр проектных, строительных, монтажных и приемо-сдаточных работ, а также оперативно провести инспекционное обследование или текущий мониторинг технического состояния объекта. Оборудование позволяет проводить обмеры, внутреннее и наружное сканирование фасадов зданий, сборных и навесных конструкций с высокой точностью. Оно также помогает разрабатывать и восстанавливать инженерно-конструкторскую и исполнительную документацию, в том числе вертикальную развертку и поэтажные планы, фиксировать и выявлять дефекты и деформации на всех этапах строительных работ, а при сдаче объекта в эксплуатацию используется для мониторинга его состояния.
Сферы использования 3D-моделей не ограничиваются вышеперечисленными. Сканеры можно также успешно применять для:
- реинжиниринга, где наглядные материалы 3D-сканирования зданий и сооружений будут крайне полезны при поиске оптимальных методов модернизации, перепланировки и, особенно, прокладки сложных инженерных коммуникаций;
- скрупулезного авторского надзора в процессе реализации сложных архитектурных проектов и экспертизы;
- контроля любых строительных работ (монтаж, отделка, выравнивание поверхностей и т. д.) с привязкой результатов ко времени и проекту;
- топографической съемки местности, окружающей объект, и элементов инфраструктуры;
- обмеров участков со сложной геометрией и сложных архитектурных с большим количеством мелких деталей в высоком разрешении.
Принцип работы
Технология сканирования промышленных объектов основана на методе измерения расстояний с помощью лазерного луча. Сканер испускает короткие импульсы света, которые отражаются от поверхностей оборудования, трубопроводов и конструкций. Прибор фиксирует время возвращения сигнала и с высокой точностью вычисляет координаты каждой точки в пространстве.
Процесс сбора данных включает несколько технических этапов. Сначала оборудование калибруется под условия объекта: настраивается плотность сканирования, диапазон измерений и режим записи цвета. Затем сканер последовательно регистрирует данные с нескольких станций, обеспечивая полное перекрытие зон обзора для последующей бесшовной стыковки. Современные приборы фиксируют до 2 миллионов точек в секунду, параллельно захватывая цветовую текстуру с помощью встроенных камер высокого разрешения.
На этапе постобработки отдельные сканы объединяются в единое облако точек с помощью специализированного ПО (Leica Cyclone, Autodesk ReCap). Данные очищаются от шумов, приводятся к общей системе координат объекта и при необходимости интегрируются с проектными BIM-моделями. Итоговый результат — структурированная цифровая копия промышленного объекта, готовая для инженерного анализа, обмеров или мониторинга деформаций.
Виды лазерного сканирования
В зависимости от задач и условий обследования промышленных объектов применяются различные методы сканирования.
Наземное статическое сканирование. Сканер размещается на штатив в фиксированных точках. Обеспечивает максимальную точность (до ±1 мм) и детализацию. Оптимально для обмеров оборудования, внутренних помещений цехов, сложных узлов трубопроводов и архитектурных элементов промышленных сооружений.
Мобильное сканирование. Прибор устанавливается на движущуюся платформу (тележку, автомобиль, робота). Позволяет оперативно обследовать протяженные объекты: коридоры коммуникаций, эстакады, складские терминалы. Скорость сбора данных выше, при сохранении достаточной для инженерных задач точности.
Воздушное сканирование с БПЛА. Квадрокоптеры с лазерными сканерами и RTK-модулями применяются для съемки кровель, высотных конструкций, резервуаров и территорий промышленных площадок. Незаменимо для участков, недоступных с земли, и для создания цифровых моделей рельефа.
Ручное сканирование. Компактные SLAM-сканеры используются для детальной фиксации сложного оборудования, агрегатов с множеством мелких элементов, труднодоступных зон внутри машин и механизмов. Обеспечивают гибкость работы в стесненных условиях.
Контрольное геодезическое сканирование. Комбинация лазерного сканера с электронным тахеометром или GNSS-приемником. Применяется для привязки точек к государственной системе координат, мониторинга деформаций и выполнения высокоточных инженерных измерений на крупных объектах.
Каждый метод может использоваться самостоятельно или в комплексе — выбор зависит от масштаба объекта, требуемой точности и конечных целей проекта.
Результаты сканирования зданий и сооружений
После выполнения съемки в полевых условиях и услуги камеральной обработки полученных трехмерных данных с моделированием, заказчик может получить результаты в нескольких форматах, в зависимости от поставленных задач, требуемой точности и планируемого использования. Это может быть облако точек, высокодетализированная 3D-модель с разбивочными осями по которой можно производить обмеры и расчеты количества материалов/объемов строительных работ без повторных поездок на объект, двухмерные чертежи и планы с желаемыми подробностями, а также техническое заключение. Цифровая копия (конечный результат лазерного сканирования зданий) поставляется в форматах, совместимых с CAD-решениями и BIM-программами, которыми пользуются специалисты заказчика.
Преимущества лазерного сканирования объектов по сравнению с традиционными методами
Съемка со сканером разительно отличается от привычных геодезических изысканий с тахеометров или GNSS-оборудованием, т. к. за минимальное время дает полную картину состояния объекта с привязкой к поверхностям, коммуникациям и инфраструктуре. В число неоспоримых плюсов новой технологии входят:
- экономия денег и времени за счет более быстрого производства работ и создания моделей;
- трехмерные данные лазерного сканирования зданий и сооружений совместимы с Autodesk, AVEVA, AutoCAD, Intergraph и другими САПР-решениями;
- конечный результат услуги легко хранить в электронном формате и использовать в дальнейшем для планирования ремонтов, реконструкций и перепланировок;
- миллиметровая точность лазерных лучей, высочайшая степень детализации и моделирования - важное преимущество при обследовании конструкций со сложной геометрией;
- миллионы отснятых точек с пространственными координатами в секунду;
- качественное и достоверное лазерное сканирование объектов даже в тех местах, которые из-за стесненных условий или труднодоступности невозможно отснять другими средствами;
- безопасность использования за счет широкого рабочего диапазона обследования, что позволяет специалисту оставаться вдали от опасных зон.
Читать полностью
