+7 (495) 781 78 88 Заказать обратный звонок | написать нам

Применение

Технология MTA TLS – новые возможности сканера RIEGL VZ-1000

Точное определение дальности до цели с использованием лазерных инструментов, основанное на импульсном методе измерений, требует точного определения времени между каждым исходящим лазерным импульсом и принятым отраженным сигналом. Однако при высоких частотах повторения исходящих импульсов (PRR) и сверхдальних диапазонах измерений дальностей возникает эффект неоднозначности определения к какому из исходящих импульсов относится принятый отраженный сигнал.Следовательно возникает неоднозначность в определении измеренных дальномером лазерного сканера расстояний. Данные ограничения естественные с физической точки зрения и не могут быть изменены навыками инженера, так как базируются на скорости света. Так при частоте импульсов сканирования в 300 кГц (300 000 импульсов в секунду) диапазон разрешения неоднозначности измерений расстояний ограничен дальностью около 500 метров, - расстояние, которое существенно превышается наземными сканерами RIEGL при работе, в том числе и на данной частоте PRR.

Для автоматического разрешения неоднозначности в определении дальности при сверхдальних измерениях и высокой частоте исходящих импульсов (PRR) компания RIEGL использует технологию MTA multiple-time-around - множественность импульсов в воздухе. При этом определяются так называемые зоны разрешения неоднозначности (MTA-zones), где MTA-1 – это зона, в которой импульс после выхода из сканера успевает отразиться от предмета и вернуться в сканер до того момента, когда согласно выбранной частоте PRRсканер должен выпустить следующий исходящий импульс. Таким образом получается, что чем выше частота PRR, тем меньше размер зон MTA, в том числе и зоны MTA-1, которая в нашем примере при PRR 300 кГц составляет около 500 метров. Для выполнения измерений на больших расстояниях физика процесса выполнения импульсных измерений вынуждает нас или снижать частоту PRR (увеличивая таким образом дальность в зоне MTA-1) или попытаться каким-то образом разрешить неоднозначность в дальних зонах. Таким образом необходим алгоритм выявления принадлежности отражённых импульсов к соответствующим исходящим импульсам, находящимся за пределами ближней зоны MTA-1. Такой алгоритм был разработан, и впервые реализован в лазерных сканерах компании RIEGL. Лазерные сканеры компании RIEGL серии V (V-line) для дальних и сверхдальних измерений впервые получили такой функционал в 2013 году. Это первые промышленно выпускаемые лазерные сканеры обладающие данной технологией. Первоначально алгоритм определения MTA-зон был реализован в полуавтоматическом режиме и требовал участия оператора. На данный момент алгоритм MTA компании RIEGL работает полностью автоматически и используется как для наземных 3D лазерных сканеров, так и для воздушных лазерных сканирующих систем.

Наземные лазерные сканеры RIEGL с возможностью автоматического определения местонахождения отраженного сигнала в соответствующие MTA-зоне (с технологией multiple-time-around MTA), такие как RIEGL VZ-1000, VZ-2000,VZ-4000, VZ-6000, в получаемых данных содержат ряд дополнительных атрибутов отраженных сигналов, которые при пост-обработке в программном обеспечении RiSCANPRO используются для разрешения неоднозначности. Программное обеспечение RiMTA по имеющимся в данных атрибутам вычисляет наиболее вероятную MTA зону для каждого измерения автоматически и помещает его в соответствующую зону MTA.

Функция MTA для сверхдальних сканеров, таких как VZ-4000 и VZ-6000, является обязательной и входит в стандартный комплект поставки оборудования. Для лазерных сканеров RIEGL VZ-1000 и RIEGL VZ-2000 – это опция, которая может быть заказана и добавлена при обновлении внутреннего программного обеспечения сканера и ПО обработки данных самим пользователем.

Какой эффект дает использование функции MTA для наземных сканеров RIEGL VZ-1000, VZ-2000 для которых данная функция является дополнительной и не входит в стандартный комплект поставки? Стоит ли использовать новый функционал и в каких случаях он необходим?

Для ответа на эти вопросы мы проверили практическое тестирование самого универсального и зарекомендовавшего себя положительно при использовании во многих отраслях российской промышленности у множества пользователей наземного сканера RIEGL VZ-1000. Для проведения теста была выбрана смотровая площадка на Воробьёвых горах в Москве.

Краткий отчет:

Режим 300 kHz (PRR)

Технология MTA TLS – новые возможности сканера RIEGL VZ-1000

В этом режиме сканер показал самое лучшее соотношение «прироста» дальности и детализации. Получены отражения от объекта на расстоянии почти 2 км. При этом ближняя зона разрешения неоднозначности (MTA-1) была ограничена расстоянием около 500 метров.  

Режим 150 kHz (PRR)

Технология MTA TLS – новые возможности сканера RIEGL VZ-1000

В режиме 150kHzближняя зона разрешения неоднозначности (MTA-1) была ограничена расстоянием около 950 метров. После обработки cпомощью RiMTA в автоматическом режиме получены отражения от объектов на расстояния до 1900 метров.

Режим 100 kHz (PRR)

Технология MTA TLS – новые возможности сканера RIEGL VZ-1000

В данном режиме сканером были получены отражения от объекта на расстоянии почти 3900 м (высотное здание БЦ “GorkyParkTower” Ленинском проспекте) в среднем около 2 км. Максимальная дальность измерений в первой зоне неоднозначности в этом режиме составляет 1200 м.

Режим 70 kHz (PRR)

Технология MTA TLS – новые возможности сканера RIEGL VZ-1000

При указанных параметрах частоты работы дальномера были получены отражения от отдельных объектов на расстояниях от 2,6 км до 3,5 км. Максимальная дальность измерений в первой зоне неоднозначности при измерениях в режиме 70 kHz ограничена 1400 метрами.

Отдельно следует отметить условия и место проведения данных испытаний. Во время проведения теста наблюдалась лёгкая дымка (повышенная влажность, загазованность атмосферы). При более благоприятных погодных условиях по прозрачности атмосферы, например в горной местности,результаты были бы более наглядными, а информативность прироста производительности – более ощутимой.

Выводы и рекомендации пользователям и потенциальным покупателям наземных лазерных сканеров RIEGLVZ-1000 и не только

Одним из ключевых технических показателей при выборе лазерного сканера, как наземного, так и воздушного базирования является дальность выполнения измерений. В то же время пользователь ожидает от производителя оборудования повышения частоты импульсов при выполнении измерений, что на практике даёт большую информативность данных лазерного сканирования наряду со снижением времени на выполнение измерений. Однако эти два технических аспекта противоречат друг другу и ограничивают возможности современных сканирующих систем по частоте импульсов или по дальности выполнения измерений. Уникальная технология разрешения неоднозначности (MTA-capability) при выполнении измерений импульсными лазерными сканерами, впервые реализованная компанией RIEGL открывает поистине огромные возможности не только для новых пользователей лазерных сканеров RIEGL, но и для тех, у кого данные инструменты уже эксплуатируются.

Все лазерные сканеры модели RIEGL VZ-1000, выпущенные после февраля 2012 года могут быть обновлены новым внутренним программным обеспечением, что в сочетании с дополнительным функционалом (RiMTA) программного обеспечения RiSCANPRO по разрешению неоднозначности данных в зонах MTA, даст совершенно новые возможности по выполнению дальних измерений (стандартно для данной модели – 1400 м), превышающих стандартную дальность без снижения производительности частоты выполнения измерений.

 

Подробную информацию о возможности и стоимости обновления лазерных сканирующих систем RIEGL можно получить в компании АртГео.


АртГео – официальный эксклюзивный дистрибьютор воздушных, мобильных, наземных и промышленных лазерных сканирующих систем RIEGL в России, телефон +7 495 781 7888, электронная почта info@art-geo.ru.