Новый гибридный «зверь» Riegl VMZ

В 2014 г. на рынке оборудования для наземных работ по лазерному сканированию появилась новая сканирующая система RIEGL VMZ. Она относится к новому классу комплексов лазерного сканирования — к гибридным системам, сочетающим возможность работы как в мобильном, так и статическом режимах. Вследствие того, что данный тип оборудования является принципиально новым и обладает расширенными функциональными возможностями, его можно отнести к следующему, третьему поколению лазерных сканирующих систем.

В отличие от уже хорошо известных комплексов, использующих два сканера с полем зрения 360⁰, данная система построена на базе одного сканера, являющегося полнофункцио нальным наземным 3D сканером. Система RIEGL VMZ предлагается в нескольких вариантах комплектации — на базе наземныхсканеров RIEGL серии VZ.

Система включает в себя: устройство IMU/GNSS, легкосъемную платформу для крепления сканеров RIEGL серии VZ, платформы для быстрого и стабильного монтажа сканера в горизонтальной или вертикальной плоскостях, установочную раму для крепления на крыше автомобиля, единый разъем питания от автомобильного аккумулятора для всех компонентов системы.

В базовой конфигурации RIEGL VMZ комплектуется полноформатной цифровой фотокамерой профессионального класса Nikon D800 с размером матрицы 35 мм. По желанию заказчика она может быть оснащена дополнительным оборудованием, например, защищенной ка мерой Ladybug Point Ggrey или георадаром.

Образ жизни и повадки

Управление системой осуще ствляется через традиционный для аппаратных решений RIEGL программный модуль RiACQUIRE.

Набор программного обеспечения для дальнейшей обработки также традиционен: RiPROCESS — для мобильного сканирования и RiSCAN PRO — для статического. Все вышеперечисленные особенности позволяют реализовать 4 режима работы данного оборудования (рис. 2):

— мобильное сканирование с высокой плотностью точек лазерных отражений с установкой сканера в вертикальном или горизонтальном положении (особенно актуально при съемке объектов инфраструктуры — автомобильные дороги и железнодорожные пути, линии электропередачи, трубопроводы и т. п.);

— мобильное сканирование в режиме непрерывного вращения сканера (режим Radar); — сканирование в статическом режиме без снятия сканера с автомобиля

— режим Stop and Go (позволяет кардинально увеличить дальность сканирования и плотность точек лазерных отражений, а также добиться их однородности в большем диапа зоне дистанций с обеспечением высокой точности позиционирования);

— классический режим 3D съемки со штатива с использованием опорных точек (позволяет достичь высокой точности (несколько мм) и детальности измерений).

Рис. 2 Режимы работы гибридной системы RIEGL VMZ

Особенности характера

По настоящему интересные возможности новой системы открываются не при анализе тактикотехнических характеристик, оторванном от реал ности, а при съемке территорий городов или промышленных объектов. Появление гибридных систем было продиктовано, в первую очередь, пользователями, которые начали широко применять лазерные сканирующие системы разного класса для получения более полной и детальной ин формации об объектах съемки в условиях реальных проектов. При выполнении съемки одним классом оборудования они сталкивались с наличием ограничений: естественных (сложная кон фигурация объекта, особенности рельефа и т. п.) и искусственных (получение разрешений, запрет на полеты и т. п.). Благодаря воз росшему функционалу програм много обеспечения при обработке данных лазерного сканирования появилась возможность комбинирования или объединения данных мобильных и воздушных систем или мобильных и наземных систем.

На рис. 3 показан результат сканирования местности (сельс кий населенный пункт) с ис пользованием системы RIEGLVMX250.Работы проводились для создания топографического плана масштаба 1:500.

Рис. 3 Результаты сканирования сельского населенного пункта с
помощью системы RIEGL VMX250

В результате нескольких про ездов мобильной сканирующей системы по всем возможным направлениям движения часть территории и некоторые важ ные объекты оказались не в зо не досягаемости или попали в «мертвые» зоны, некоторые участки имеют низкую плот ность лазерных отражений из-за естественных особенностей расположения объектов относи тельно основной оси движения мобильной лазерной сканирующей системы.

Для получения детальной трехмерной информации для проблемных участков и объектов были выполнены следующие дополнительные работа с применением наземного лазерного сканера RIEGL VZ400. Перед выездом бригады был сформирован план мест установки сканера для измерений.

На объекте были созданы сети планово-высотного обоснования для взаимного уравнивания облаков лазерных отражений по данным контрольных точек и взаимного уравнивания облаков точек, полученных различными лазерными системами. Общие затраты времени на весь проект составили 6 дней: 2 дня ушло на полевые работы и 4 — на обработку с получением облака лазерных отражений в единой системе координат.

Количество персонала, задейство ванного в проекте, составило 6 человек (2 — бригада мобиль ного лазерного сканирования, 3 — бригада наземного лазерного сканирования, 1 — обработка данных).

Съемка с использованием гибридной системы мобильного сканирования RIEGL VMZ может происходить совершенно иначе.

1. Прибыв на объект, бригада из 2 человек расставляет по пе риметру 4–6 точекмаркеров и 1–2 базовые станции, работаю щие в режиме «статика», и вы полняет определение простран ственных координат маркеров спутниковым методов позиционирования в режиме «быстрая статика» от базовых станций.

2. Установив лазерный сканер серии VZ в режим Radar, выполняется сканирование с плотностью и скоростью, близкой к сканированию системой RIEGL VMX250.

3. На экране RiACQUIRE отмечаются «мертвые» зоны и участки с недостаточной плотностью сканирования. На этих участках, а также в районе особо важных объектов и по периметру «мертвых» зон, оператор, не покидая машины, проводит сканирование с высокой плотностью со статических позиций. Точки сканирования с высокой плотностью по периметру «мертвых» зон будут основой для последующей привязки к ним данных наземных съемок внутри «мертвых» зон. Пространственная привязка полученных в результате сканирования облаков точек может быть выполнена не только по опорным точкам, но и непосредственно по данным лазерного сканирования, отснятым ранее в зоне выполнения работ. Такая возможность объединения данных (по взаимным перекрытиям) в настоящее время стандартно реализована в программах по объединению и уравниванию данных компании RIEGL.

4. В случае, если какие-то участки остались в зоне тени и данные на них отсутствуют, но необходимость в их получении имеется, специалисты бригады лазерного сканирования выполняют дополнительную съемку.

5. Обработка материалов в офисе может быть выполнена в течение 2 суток одним специалистом. В ходе обработки проводится уравнивание траектории, вывод точек лазерных отражений и привязка к ним облаков точек, полученных на статических позициях. В итоге проект может быть выполнен в течение 3 дней силами трех исполнителей.

Места охоты

Принципиально важным моментом при эксплуатации RIEGL VMZ является то, что один комплект оборудования можно использовать как мобильный сканер на крупных открытых объектах с различными режимами съемки, так и как наземный сканер — в закрытых пространствах (даже при полном отсутствии приема сигналов ГНСС).

До настоящего времени такой уникальной особенностью лазерные сканирующие системы не обладали. Небольшой вес оборудования, высокая скорость его монтажа, простота освоения - это также особенности RIEGL VMZ, которые выгодно отличают данную систему от ее потенциальных аналогов.

Удобство и гибкость использования RIEGL VMZ открывает огромные возможности не только по оптимизации процесса сканирования, но для полного изменения технологии работ. Наиболее ярко эти особенности проявляются при съемке следующих объектов:

— городские территории и сельские населенные пункты;

— автодороги всех типов за исключением автострад (их тоже можно снимать, но более производительные системы делают это эффективнее);

— промышленные площадки и заводские территории, включая внутренние помещения;

— железные и автомобильные дороги с тоннелями в горной местности;

— плотины и нижний бьеф водохранилищ; —подстанции и электростанции;

— карьеры и открытые горные разработки, в том числе с элементами подземных горных выработок;

— труднодоступные территории, где критичным являются габариты и вес оборудования.

И, конечно, не самый последний фактор - это стоимость вложений в оборудование. Гибридная мобильная лазерная сканирующая система RIEGL VMZ доступна для заказа как полностью готовое решение. Пользователи наземных лазерных сканирующих систем RIEGL серии VZ могут выполнить модернизацию уже имеющихся в производственном парке систем до мобильного решения, тем самым сократив средства на освоение новой технологии мобильного лазерного сканирования.

Приобретение системы RIEGL VMZ — экономически выгодное решение, которое позволяет снизить расходы на оборудование для выполнения проектов методами наземного и мобильного лазерного сканирования и быстрее вернуть вложенные инвестиции. Именно поэтому RIEGL VMZ можно рекомендовать организациям, выполняющим работы по крупномасштабной съемке, созданию трехмерных информационных моделей для объектов инфраструктуры при их проектировании, строительстве и эксплуатации.

В число потенциальных пользователей также могут входить вузы, подразделения технического контроля в филиалах крупных компаний, для которых покупка мобильных систем уровня RIEGL VMX 450/250 обычно «не по плечу», а также муниципальные и региональные организации различного профиля.

В России официальным эксклюзивным дистрибьютором воздушных, мобильных и назем ных лазерных сканирующих систем RIEGL является компания «АртГео» (www.art-geo.ru).