Geodeci w swojej codziennej pracy muszą wykonywać wiele wymagających czynności, które wiążą się z koniecznością stosowania różnego rodzaju narzędzi i rozwiązań technologicznych. Aby przeprowadzane pomiary geodezyjne były jak najbardziej precyzyjne, często wykorzystuje się mobilne skaning laserowy. Dzięki temu rozwiązaniu geodeci mogą wykonywać swoje obowiązki zdecydowanie szybciej, a jednocześnie ryzyko popełnienia błędu podczas realizacji czynności jest zdecydowanie mniejsze. W poniższym artykule szczegółowo objaśniamy istotę skanowania mobilnego i jego wykorzystanie w geodezji.
Czym jest skanowanie mobilne i jakie są jego zastosowania?
Skanowanie laserowe to popularne rozwiązanie, które jest wykorzystywane na szeroką skalę w różnych gałęziach gospodarki. Jakie są zasady działania tej technologii? Promienie emitowane są przez laser, a następnie odbijają się od obiektów i są odbierane za pośrednictwem czujników. Wówczas urządzenie realizuje pomiar czasu, jaki upłynął od emisji promienia do powrotu ich do urządzenia wyjściowego.
Poprzez tego typu czynności tworzy się chmura składająca się z milionów punktów, zaś każdy z nich posiada konkretne położenie w układzie współrzędnych 3D. Uwzględniane są też inne elementy - mowa tutaj o kącie odbicia. Dane, które zbiera się z wykorzystaniem omawianej technologii, zawierają szereg interesujących i potrzebnych informacji na temat obiektów, na przykład o kolorze, geometrii, kształcie oraz o istotnych cechach charakterystycznych, takich jak na przykład dziury w ścianach itd.
W praktyce skanowanie mobilne może zostać wykorzystane w dziedzinach takich jak:
- architektura,
- archeologia,
- budownictwo,
- edukacja,
- geodezja,
- górnictwo,
- kryminalistyka,
- leśnictwo,
- przemysł (w tym stoczniowy).
Jakie są zalety i wady skanowania mobilnego w porównaniu ze skanowaniem stacjonarnym?
Zanim wskażemy na zalety i wady skanowania mobilnego w porównaniu ze skanowaniem stacjonarnym, najpierw opiszemy różnice pomiędzy każdym z rozwiązań. Każda z technologii stanowi metodę zbierania danych geoprzestrzennych, jednak różnią się one sposobem działania. Skanowanie stacjonarne zamiennie określa się jako skanowanie naziemne (ang. Terrestrial Laser Scanner, TLS). Polega ono na tym, że skaner jest umieszczany na stałej platformie, na przykład statywie. Skaner wówczas emituje promienie w różnych kierunkach, a detektory rejestrują odbijane promienie.
Z kolei skanowanie mobilne (ang. Mobile Laser Scanner, MLS) wyróżnia się tym, iż skaner ma niewielkie rozmiary oraz masę, co pozwala na trzymanie go w ręku podczas pomiarów oraz sprawne przenoszenie w zależności od potrzeb. Istnieje również możliwość zamontowania skanera na różnych platformach - wówczas skaner przemieszcza się po określonym terenie, co pozwala na bardzo szybkie i wygodne gromadzenie danych nawet na bardzo dużych obszarach. To drugie rozwiązanie nie jest jednak wykorzystywane zbyt często.
Zalety skaningu mobilnego w porównaniu ze skanowaniem stacjonarnym to:
- Mobilność. Dzięki skanowaniu mobilnemu można zbierać dane na większych obszarach w zdecydowanie krótszym czasie, co jest istotne, jeśli zależy nam na tym, by móc wykonywać czynności pomiarowe jak najszybciej z zachowaniem największej dokładności.
- Szybszy czas realizacji zadań. Skaning laserowy mobilny jest znacznie szybszą opcją, co pozwala na realizację wielu zadań o wiele wcześniej.
- Większa elastyczność. Omawiana technologia pozwala na zbieranie danych z różnych kierunków, co daje szersze możliwości.
- Rozpoczęcie prac nie wymaga dużych przygotowań. Mobilne skanowanie laserowe ma to do siebie, że nie wiąże się z koniecznością instalacji stałej platformy służącej do pomiarów, dzięki czemu rozpoczęcie prac nie wymaga długotrwałych przygotowań.
Z kolei najistotniejsze wady skanowania mobilnego to:
- Mniejsza dokładność realizowanych pomiarów. Przemieszczanie się może spowodować, że przeprowadzone pomiary będą mniej dokładne w porównaniu ze skanowaniem stacjonarnym.
- Ryzyko występowania problemów technicznych w przypadku, gdy występują niekorzystne warunki atmosferyczne. Wiatr, deszcz lub nierówności terenu mogą powodować, że pomiary nie będą przebiegały w sposób należyty.
- Wyższy koszt. Inwestycja w mobilny skaner laserowy może wiązać się z koniecznością wydania większych środków w porównaniu z tradycyjnym skanerem stacjonarnym.
W jaki sposób skanowanie mobilne wspomaga pracę w terenie?
Skanowanie mobilne wspiera pracę w terenie na ogromną liczbę sposobów. Dzięki temu rozwiązaniu można odnieść następujące korzyści:
- możliwość sprawnego modelowania konstrukcji, cyfryzacji zabytków, prowadzenia powierzchni deweloperskich, tworzenie modeli MEP przebiegu instalacji, robienia pomiarów obiektów inżynierskich,
- znaczące zmniejszenie ryzyka występowania błędów pomiarowych,
- wykonywanie wielu czynności jest znacznie szybsze,
- brak konieczności korzystania z podestów i rusztowań podczas pomiarów niedostępnych miejsc,
- możliwość wykorzystania skanowania laserowego do przetworzenia danych i opracowywania dokumentacji CAR, weryfikowania pomiarów.
Jakie technologie są wykorzystywane w skanowaniu mobilnym i jak działają?
Skanowanie mobilne ma to do siebie, iż bazuje na wielu nowatorskich rozwiązaniach technologicznych. Skanery mobilne wykorzystują:
- Systemy nawigacji satelitarnej. Dzięki systemom nawigacji, takim jak GPS, GNSS, Galilelo, można bardzo precyzyjnie określać pozycję platformy mobilnej służącej do skanowania. Dzięki zamontowanym odbiornikom GPS urządzenie może w wyjątkowo precyzyjny sposób obliczać swoją pozycję.
- LiDAR, czyli laserowy pomiar odległości i odbicia. To zdecydowanie najważniejszy element skanerów. Zadaniem skanerów jest emisja promieni laserowych w różnych kierunkach, zaś odbite promienie rejestrują detektory. Czas potrzebny na powrót promienia do urządzenia jest bardzo dokładnie mierzony, co w konsekwencji powoduje, że można z bardzo dużą pecyzją obliczyć odległość od obiektów.
- Kamery. Dzięki kamerom proces zbierania informacji jest jeszcze dokładniejszy. Kamery rejestrują wszystko to, co znajduje się na terenie objętym badaniem. Zebrane dane pozwalają później na tworzenie realistycznych modeli 3D.
- Oprogramowanie do przetwarzania danych. Jest to niezbędny element, dzięki któremu możliwe jest prowadzenie analiz i interpretowanie zebranych danych. Oprogramowanie służy do generowania map, modeli terenu itd.
Najlepsze skanery laserowe - TOP4
W jaki skaner laserowy warto zainwestować? Najlepiej postawić na sprawdzone urządzenia od naszej firmy TPI. Oto TOP4 skanery laserowe z naszej oferty:
- FARO Orbis - skaner mobilny. Jest to wyjątkowe urządzenie dedykowane do skanowania mobilnego. Zostało ono stworzone z myślą o optymalizacji przepływów pracy i podniesienia wydajności. Skaner ten jest dedykowany profesjonalistom z branży budowlanej, geodezyjnej i inżynieryjnej. Gwarantuje ono wyjątkowo dużą szybkość skanowania, a ponadto umożliwia tworzenie bardzo dokładnych wizualizacji reprezentacji 3D świata rzeczywistego. Model ten jest również zintegrowany z technologią FARO Flash™, dlatego pozwala na skanowanie stacjonarne w jedynie 15 sekund i zapewnia niezrównaną szczegółowość mobilnego rozwiązania do mapowania.
- Faro Premium. Skaner ten służy do skanowania zarówno w pomieszczeniach, jak i na zewnątrz w promieniu do 350 metrów w zależności od specyfikacji wybranego modelu. Ta linia wyróżnia się zastosowaniem najnowocześniejszych rozwiązań technologicznych - mowa tutaj o stopniu ochrony IP54, bardzo wysokiej dokładności i zasięgu skanowania, wewnętrznym interfejsie na akcesoria i zintegrowanej procedurze kompensacji w miejscu pomiarów.
- Matterport Pro 3. Kamera ta pozwala na przechwytywanie danych powykonawczych w zaledwie kilka minut - zdecydowanie szybciej w porównaniu z metodami ręcznymi oraz naziemnymi skanerami LiDAR. Korzystając z Matterport Pro 3 można też generować cyfrowe bliźniaki, eksportować informacje wymiarowe do CAD i przyspieszyć tworzenie propozycji projektowych. Urządzenie pozwala także na generowanie bardzo dokładnych modeli 3D.
- Matterport Pro 2. Starsza generacja Matterport, która również wyróżnia się wieloma istotnymi atutami. Korzystając z niej można w profesjonalny sposób rejestrować obraz 3D - oferuje ona możliwość przechwytywania 3D z nieograniczoną możliwością robienia zdjęć w jakości 4K. Jest ona doskonałą opcją przy skanowaniu przestrzeni w domach, mieszkaniach, hotelach i innego rodzaju budynkach.
Jaka jest przyszłość skanowania mobilnego?
Skanowanie mobilne to jedna z technologii przyszłości. Dzięki niej wykonywanie codziennych obowiązków dla specjalistów działających w różnych branżach jest znacznie łatwiejsze i efektywniejsze. Wszystko to sprawia, że w najbliższych latach spodziewany jest dalszy wzrost popularności tego rozwiązania.