इंटरगेओ 2013 एसेन। जर्मनी। लेजर स्कैनिंग

नमस्कार, प्रिय Habrasociety।

घटना, जिसके कुछ पहलुओं पर मैं आपको बताना चाहूंगा, को संकीर्ण हलकों में बहुत व्यापक रूप से जाना जा सकता है। इंटरजियो क्या है, इसके बारे में कुछ शब्द कहूं ।

यह जियोडेसिक-कार्टोग्राफिक अर्थव्यवस्था की उपलब्धियों की प्रदर्शनी है, जिसे जर्मनी में 20 से अधिक वर्षों से प्रतिवर्ष प्रस्तुत किया जाता है। बस कोई बड़ी घटना नहीं है जो ऐसे क्षेत्रों को प्रभावित करेगी जैसे कि भूगणित, कार्टोग्राफी, फोटोग्राममेट्री, जीआईएस और स्थानिक मॉडलिंग। प्रमुख नेतृत्व कार्यशालाएं हैं, लेकिन वे आमतौर पर एक ही ब्रांड (जैसे ESRI) के आसपास आधारित हैं।

यही कारण है कि इंटरगेओ में आप कई क्षेत्रों के वर्तमान विकास का मूल्यांकन कर सकते हैं, नवीनतम विकास देख सकते हैं, निर्माताओं के साथ सीधे संपर्क पा सकते हैं। इस प्रदर्शनी में कंपनी की भागीदारी को विश्व बाजार पर अपनी स्थिति के रूप में सीधे मूल्यांकन किया जा सकता है।


प्रारंभ में, मैंने प्रदर्शनी में प्रस्तुत किए गए सभी क्षेत्रों की समीक्षा करने की योजना बनाई, लेकिन प्रदर्शनी में एकत्र की गई सामग्री का विश्लेषण करने के बाद, मैंने महसूस किया कि इसके लिए मुझे कई हफ्तों की आवश्यकता होगी, मेरे पास अब ऐसी विविध जानकारी है। इसलिए, इस पोस्ट में हम केवल एक, युवा और आशाजनक दिशा के बारे में बात करेंगे, जिसने हाल ही में ऐसी गति प्राप्त की है कि इस पर ध्यान देना मुश्किल नहीं है। मैं लेजर स्कैनिंग की वर्तमान स्थिति (3 डी मॉडलिंग में एक मामूली पूर्वाग्रह के साथ) पर चर्चा करने का प्रस्ताव करता हूं।

अलग-अलग, मैं यह इंगित करना चाहता हूं कि प्रदर्शनी के निम्नलिखित पहलुओं ने मुझे मुख्य रूप से एक सर्वेक्षक इंजीनियर के रूप में रुचि दी।

आइए इतिहास में एक छोटे से विषयांतर से शुरू करते हैं, भले ही एक छोटी सी बात हो। विशेष रूप से लेजर रेंजफाइंडर में डिजिटल जियोडैटिक तकनीक का विकास, काफी हद तक एक लेजर स्कैनर को इकट्ठा करने के पहले प्रयासों के लिए नेतृत्व किया। इस तरह के उपकरणों का पहला उल्लेख 90 के दशक के मध्य तक है। इसलिए, उदाहरण के लिए, साइबरवेयर 1991 में जारी किया गया एक उपकरण जो छोटी वस्तुओं को स्कैन कर सकता है, इन स्कैनर का उपयोग चिकित्सा में किया जाना था। ये उपकरण सर्वेक्षण के लिए उपयुक्त नहीं थे, लेकिन सिद्धांतों को पहले ही परिभाषित किया जा चुका है।

1998 में ब्रांड Cyrax मॉडल 2400 के तहत पहला जियोडेटिक स्कैनर सामने आया, उसी समय RIEGL स्कैनर LMS Z 210 बाहर आया। तीन साल बाद, Cyrax को Leica ने खरीद लिया, जबकि Riegl एक स्वतंत्र निर्माता के रूप में बाजार में मौजूद है।

कुछ शब्दों में मैं बताऊंगा कि लेजर स्कैनर क्या करता है और इसकी आवश्यकता क्यों है। इसके मूल में, कुल स्टेशन की तरह एक स्कैनर, एक लेजर रेंज फाइंडर के साथ एक गोनियोमीटर है। अंतर केवल इतना है कि स्कैनर अपनी धुरी के चारों ओर माप विमान को घुमाते हुए, प्रति यूनिट समय में माप की एक बड़ी संख्या करता है। इस प्रकार, उसके आसपास के स्थान को स्कैन करना।


स्कैन की गई बिल्डिंग के सामने ट्रिमबल जीएक्स लेजर स्कैनर। नवकेक इंजीनियरिंग से लिया

आउटपुट में, हमारे पास एक "स्कैन" है - एक बिंदु बादल जो कि कम असंगति की विशेषता है, और कुछ शर्तों के तहत इसे सातत्य के रूप में माना जा सकता है। यह क्यों आवश्यक है यदि हमारे पास जटिल आकार की वस्तु है (उदाहरण के लिए, एक औद्योगिक स्थापना, या एक ऐतिहासिक इमारत का मुखौटा, आदि), तो पारंपरिक भौगोलिक साधनों द्वारा इसकी गणितीय रूप से सटीक छवि को पुन: पेश करना बहुत मुश्किल है। एक स्कैनर तेज और आसान है (लेकिन हमेशा नहीं)।


बिंदु बादल। नवकेक इंजीनियरिंग से लिया

शुरुआत से ही, लेजर स्कैनिंग ने फोटोग्रामेट्रिक शूटिंग के साथ प्रतिस्पर्धा की, जो आपको लगभग एक ही काम करने की अनुमति देती है, लेकिन पर्याप्त अतिरिक्त स्थितियों के अधीन है। लेकिन यह सस्ता है। यह किसी भी मामले में था। जबकि स्कैनिंग जीतता है।

आमतौर पर क्या स्कैन किया जाता है? वास्तुकला - विशेष रूप से पुराने facades, पाइप, मार्ग, आदि के झुंड के साथ औद्योगिक उद्यम, वॉल्यूम - टैंक, प्लग, इंटीरियर। भूमि सर्वेक्षण और केबल बिछाने में, स्कैनर बेकार हैं।

स्वाभाविक रूप से, यह तकनीक सक्रिय खिलाड़ियों द्वारा पारित नहीं हुई थी। जिओडेटिक बाजार के सभी नेताओं ने उत्साहपूर्वक प्रौद्योगिकी के विकास (या खरीद) को लिया। फिलहाल, केवल जावेद ने इसके स्कैनिंग समाधान का घमंड नहीं किया है (क्योंकि यह पूरी तरह से जीपीएस पर केंद्रित है)। लेईका, ट्रिम्बल, टॉपकॉन स्कैनर का उत्पादन करते हैं। उनके साथ Z + F, Riegl, Faro - विशेष रूप से स्कैनर के विशेष निर्माता हैं। एक बार, यहां तक ​​कि UOMZ ने एक स्कैनर जारी करने का इरादा किया और यहां तक ​​कि प्लाईवुड से एक प्रोटोटाइप भी देखा, लेकिन किसी भी तरह से आगे काम नहीं किया। उल्लेख सर्वज्ञ "सर्वेक्षक" पर है । हालांकि रूसी सर्फर स्कैनर मौजूद है।

इस स्तर पर, निम्न खंडों को लेजर स्कैनिंग में प्रतिष्ठित किया जा सकता है: जमीन आधारित लेजर स्कैनिंग और मोबाइल लेजर स्कैनिंग।

जमीन के हिस्से के रूप में - यह लेजर स्कैनर का मुख्य स्थान है। मुख्य प्रतियोगिता तकनीकी विशिष्टताओं के लिए है - जो दूर है, सघन है और अधिक सटीक एक बिंदु बादल बना सकता है। अच्छी तरह से और तेजी से, बिल्कुल। हर कोई प्रतियोगिता में भाग ले रहा है। एक और प्रवृत्ति स्कैनर के आकार को कम करने के लिए है, यहाँ फ़ार का नेता है, जिसका स्कैनर आकार में एक टोस्टर से बड़ा नहीं है।

नवीनतम प्रवृत्ति एक नियंत्रक स्क्रीन को स्कैनर बॉडी में ही एकीकृत करना है, जिससे नियंत्रण संचालन किया जा सकता है। मॉनिटर छोटा है, लेकिन अब लैपटॉप से ​​स्कैनर प्रबंधन सॉफ्टवेयर को अलग से बेचा जा सकता है (लेईका और उनके साइक्लोन उदाहरण)। लेईका पी 20, ट्रिम्बल TX5, टॉपकॉन में पहले से ही ऐसे स्कैनर हैं। हालाँकि, बाद में, प्रदर्शनी में एक स्कैनर प्रस्तुत किया गया जिसके लिए कोई जानकारी नहीं है, कोई मॉडल नहीं है। और स्कैनिंग क्षेत्र बनाने के लिए एक आंतरिक नियंत्रक की मदद से प्रयास प्रबंधक द्वारा "शब्द इस स्कैनर में है, लेकिन इसके लिए कोई मेनू आइटम नहीं हैं।"


कंट्रोलर साइड स्क्रीन के साथ Z + F स्कैनर।

सेगमेंट के सबसे विशिष्ट प्रतिनिधि के रूप में, लीका पी 20 स्कैनर पर विचार करें। रेंज - 120 मीटर (एक चरण स्कैनर के लिए काफी), सटीकता 3 मिमी प्रति 50 मीटर, 6 मिमी प्रति 100 मीटर। 10 मिमी की दूरी पर 0.8 मिमी के संकल्प के साथ स्कैन करने में सक्षम, जबकि स्कैन का समय लगभग 1.5 घंटे लगेगा। 12 किलो वजन, आयाम 24 * 35 * 40 सेमी।


स्कैनर Leica P20। यहाँ से ली गई छवि

इन उपकरणों के लिए, एक और पैरामीटर है, जो दुर्भाग्य से, उद्देश्यपूर्ण मूल्यांकन नहीं किया जा सकता है - यह बाहरी वातावरण के प्रभाव के लिए जोखिम है। निर्माताओं में से कोई भी उपकरण के टूटने पर आंकड़े प्रदान नहीं करता है। और अन्य मामलों में, यह मुख्य निर्धारण मानदंड है। अक्सर, लेजर स्कैनिंग कार्य में सक्रिय कंपनियां तुरंत 2 स्कैनरों का अधिग्रहण करती हैं, यह महसूस करते हुए कि पहली परियोजनाओं के बाद उनमें से एक सेवा में जाएगी। मुंह के शब्द के अलावा, किसी विशेष मॉडल की व्यवहार्यता निर्धारित करना असंभव है। लेइका पी 20, संयोग से, "दृढ़" है। निर्माता ने इसे IP54 की एक श्रेणी और -20 से +50 तक के तापमान मोड के संचालन के लिए सौंपा। 5 साल पहले, इस तरह के पैरामीटर एक परी कथा थी, और सर्दियों में स्कैनर में थर्मोकैमिकल हीटिंग तत्वों के साथ कवर किया गया था।

इस सेगमेंट में एक सरप्राइज आउटवर्ड मामूली हाई-टार्गेट स्कैनर था। यह अचूक है, सिवाय इसके कि यह पहला स्वतंत्र चीनी स्कैनर है। यह कैसे काम करता है यह एक बड़ा सवाल है। लेकिन एशियाई दोस्तों से यह पहला संकेत है, इसलिए वे खुद को जियोडेसिक हाय-एंड में आज़माते हैं। लो-एंड के लिए, अनिवार्य रूप से प्रदर्शनी के बाद ऐसा लगता है कि सबसे आलसी चीनी ने अभी तक दो-सिस्टम जियोडेटिक जीपीएस-रिसीवर नहीं मिलाया है और डिजिटल कुल स्टेशन को इकट्ठा नहीं किया है। यह स्कैनर्स की बारी थी।


पहला चीनी हाई-टारगेट स्कैनर

मोबाइल लेजर स्कैनिंग हाल के वर्षों की एक प्रवृत्ति है। इसी तरह के समाधान पहले भी मिलते रहे हैं, लेकिन शायद केवल इस प्रदर्शनी से पता चला है कि जियोडेटिक मार्केट के सभी नेता इस जगह पर पहुंचे।

प्रत्येक नेता ने विभिन्न मीडिया पर समान प्रणालियों का प्रदर्शन किया। Leica, Trimble, Topcon, Riegl, Faro ने कारों पर लेजर स्कैनर लगाए। उपकरण मापदंडों में बहुत समान हैं, इसलिए मिनी की छत पर प्रस्तुत ट्रिम्बल एमएक्स 2 मोबाइल लेजर स्कैनर को चालू करें।


मिनी रूफ ट्रिम्बल MX2 स्कैनर

बेशक, पहली बात यह है कि ब्याज सटीकता है। यह उपकरण 50 मीटर पर 10 मिमी का दावा करता है। यह सटीकता स्थापित जड़त्वीय प्रणाली के कारण प्राप्त की जाती है, जो 2 उपग्रह व्यंजनों के साथ मिलकर होती है, जिसकी सटीकता प्रसंस्करण के दौरान 2 से 5 मिमी की सीमा में घोषित की जाती है। दृश्यता 360 डिग्री। 250 मीटर की रेंज, लेकिन ऐसी दूरी पर सबसे अधिक संभावना 5 सेमी तक गिर जाएगी।

दूसरी चीज जो आपकी रुचि है, मैं किस गति से स्कैन कर सकता हूं? ट्रिम्बल को सीधे यह जानकारी नहीं होती है, इसलिए आपको लेगस डेटा को अपने HDS7000 स्कैनर के साथ पेगासस: वन फोटो सिस्टम में लगाना होगा। सबसे अधिक संभावना है, आपको अपने आप को 40 किमी / घंटा तक सीमित करना होगा। स्टैंड के प्रतिनिधियों के अनुसार, गति को अधिक गति से बनाए रखा जा सकता है (उदाहरण के लिए, जब फ़्रीवे शूटिंग करते समय), लेकिन तब बादल दुर्लभ हो जाता है, और बाहर निकलने पर राजमार्ग के साथ स्कैनर के दोहराया मार्ग में पाया जा सकता है।


HDS700 लेइका स्कैनर

संभवतः इन उपकरणों की लागत का उल्लेख करने योग्य है। एक लेजर स्कैनर एक सस्ते उपकरण से बहुत दूर है और एक समान जमीन-आधारित डिवाइस खरीदते समय, आपको 80,000 यूरो से शुरू होने वाली कीमत पर भरोसा करना चाहिए। मोबाइल समाधान के लिए, जब आप "सभी समावेशी" खरीदते हैं तो मुद्दे की कीमत लगभग 4-5 गुना बढ़ जाती है। कोई भी स्पष्ट रूप से रूस में नए उपकरणों के लिए सटीक कीमत नहीं बताएगा, केवल एक अनुमानित आदेश।

अलग-अलग, मैं 2 व्युत्पन्न समाधानों को नोट करना चाहता हूं। पहला है फ्राओ स्कैनर (टोस्टर के आकार वाला) एक क्वाड्रोकोप्टर में लगा हुआ।


फ़ार फ़्लाइंग स्कैनर

निर्माता इसे 10 मिमी की सटीकता के साथ वास्तुशिल्प फोटोग्राफी के लिए आदर्श समाधान के रूप में रखता है। लब्बोलुआब यह है कि पहले इमारत के आकृति को निर्धारित करने वाले बिंदुओं को कुल स्टेशन द्वारा हटा दिया जाता है, और फिर जिस मार्ग के साथ स्कैनर एक मक्खी बनाता है उसे क्वाड्रोकोप्टर नियंत्रक में रखा जाता है। जमीन-आधारित शूटिंग की तुलना में मूल रूप से बेहतर क्या है - मृत क्षेत्रों की गारंटीकृत कवरेज। जमीन से, छत और वास्तु विवरण के ऊपरी तत्वों को हटाने के लिए एक बड़ी समस्या है। व्यवहार में, अक्सर, इन विवरणों को अलग किया जाता है, और प्रतिबिंब की निष्पक्षता प्रश्न में है।

यह समाधान क्यों बदतर है - यह कम सटीक है (एक ग्राउंड-आधारित स्कैनर 2-3 मिमी सटीकता प्रदान कर सकता है), और अब तक असुरक्षित भी। मेरे सवाल के लिए - पानी और धूल से यह किस तरह का संरक्षण है, प्रतिनिधि ने विनम्रता से उत्तर दिया कि नहीं। मेटलर्जिकल पौधों को स्कैन करने के मेरे व्यक्तिगत अनुभव को याद करते हुए, जहां धातु की धूल हवा में प्रकाश में लटकती है, मैं कह सकता हूं कि यह उपकरण उड़ता है, सबसे अधिक संभावना है, लंबे समय तक नहीं।


Riegl शिपबोर्ड स्कैनर

दूसरा समाधान Riegl VMS-250 स्कैनर है। नेटवर्क पर अभी तक इस बारे में कोई जानकारी नहीं है, लेकिन उम्मीद है कि इसकी विशेषताएं अन्य मोबाइल स्कैनर के समान हैं। यह कंपनी स्कैनर की स्थिति में आगे बढ़ी और न केवल कारों पर, बल्कि ट्रेनों पर भी (उन्होंने सेंट पीटर्सबर्ग और मॉस्को के बीच एक पायलट परियोजना को पूरा किया), साथ ही छोटी नौकाओं पर भी इसे पेश करने की पेशकश की। वैश्विक विचार यह है कि कई सतह संरचनाएं (पुलों, प्लेटफार्मों, मौरिंग) को ग्राउंड स्कैनर के साथ (या बस असंभव) निकालना मुश्किल है, लेकिन एक स्कैनर के साथ एक नौका पर पहुंचना एक अच्छी तरह से तय किया गया निर्णय है।

सैद्धांतिक रूप से, उपरोक्त दो समाधान प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं। यानी एक संरचना या तैरने के लिए उड़ान भरने के लिए चुन सकता है। लेकिन फ़ार का समाधान अभी भी अधूरा है, जबकि रीगल रूसी बाजार सहित इस प्रणाली की आपूर्ति करने के लिए तैयार है।

यह ध्यान देने योग्य है कि इन दो खंडों के अलावा, बाजार पर दो और स्कैनिंग निर्देश थे - मैनुअल मॉडल, अर्थात। यह उपकरण एक व्यक्ति और लिडार को हेलीकॉप्टर की तरफ से स्कैन कर सकता है (एक बहुत पुरानी दिशा जो कि ग्राउंड-आधारित स्कैनर से पहले भी शुरू हुई थी)। कुछ कारणों से, मैंने उन पर ज्यादा ध्यान नहीं दिया (पहला भूगणित पर लागू नहीं है, दूसरा पहले से ही काफी समझ में आता है - कम सटीकता और वनस्पति के साथ समस्याएं, एक ही समय में, रूसी संघ में आयोजन की भारी लागत और जटिलता)।


किसी व्यक्ति का मैनुअल स्कैन। प्रस्तुति।

स्कैनिंग समस्याएं न केवल स्वयं लेजर स्कैनर में हैं, बल्कि परिणामी सामग्री के प्रसंस्करण में भी निहित हैं। आमतौर पर, प्रक्रिया इस तरह दिखती है:

स्कैनिंग - सिलाई स्कैन - स्कैनर निर्माता के सॉफ्टवेयर में मॉडलिंग - सीएडी को निर्यात - मॉडल पूरा करना - मॉडल चित्र प्राप्त करना - ड्राइंग डिजाइन।

उपरोक्त चरणों में से प्रत्येक पर, समाधान लागू होते हैं जो आदर्श से बहुत दूर हैं। सभी समस्याओं को सूचीबद्ध करने का कोई मतलब नहीं है, लेकिन प्रत्येक चरण में सॉफ्टवेयर को ध्यान में लाया जाता है।

लेइका साइक्लोन न केवल गोले द्वारा स्केन की सिलाई की अनुमति देता है (आसन्न स्कैन को जोड़ने के लिए, मानकीकृत गेंदों को ऑब्जेक्ट पर लटका दिया जाता है, सॉफ्टवेयर द्वारा उनकी मान्यता आपको बिंदुओं के एक बादल को कम करने की अनुमति देती है), लेकिन संरचनात्मक तत्वों द्वारा भी (उदाहरण के लिए, पाइप झुकता है, धातु संरचनाओं के छोर - चैनल), असाइन करना। उन्हें क्षेत्रों की भूमिका।

क्यूबिट सॉफ़्टवेयर आपको निर्माता के सॉफ़्टवेयर में मॉडलिंग चरण को बाहर करने की अनुमति देता है, जिससे आप सीधे सीएडी में पॉइंट क्लाउड दर्ज कर सकते हैं।

मॉडलिंग में मानक संरचनाओं पर विशेष ध्यान दिया जाता है, ज्यादातर निर्माता इस निष्कर्ष पर पहुंचे हैं कि मानक ऑब्जेक्ट्स बनाए जा सकते हैं (उदाहरण के लिए, GOST के अनुसार 1220 मिमी का एक पाइप है - यह कैटलॉग से चयनित पाइप का व्यास है), और वे स्वचालित रूप से बादलों में प्रवेश कर जाते हैं।

क्या निष्कर्ष निकाला जा सकता है। लेजर स्कैनिंग पहले प्रयोगों के चरण से पहले ही बच गई है और भूगर्भीय सर्वेक्षणों की एक अलग दिशा में आकार ले चुकी है। विकास अभी भी जारी है, लेकिन यदि जमीन खंड पहले ही आकार ले चुका है, तो मोबाइल लेजर स्कैनिंग अभी भी प्रारंभिक अवस्था में है। सिमुलेशन अधिक सुविधाजनक और तेज़ हो जाता है, जिसका अर्थ है कि स्कैनिंग तकनीक धीरे-धीरे मानव-घंटे के कारण सस्ती हो जाएगी, जो बेहद महत्वपूर्ण है, क्योंकि इस उद्योग में अंतिम चरण पूरी परियोजना की अवधि का 80% तक पहुंच सकता है।

रूस में, लेजर स्कैनिंग भी विकसित हो रही है। विभिन्न कंपनियों के प्रबंधकों के अनुसार, हमारे साथ काम करने वाले ऐसे उपकरणों की संख्या पहले सौ से अधिक हो गई है। विदेशी कंपनियों के लिए, जिन्हें वे स्पष्ट रूप से पहचानते हैं, रूस इन उपकरणों के लिए मुख्य बाजारों में से एक है। निर्माण, पुनर्निर्माण, अनुसंधान - हर जगह आप एक लेजर स्कैनर पा सकते हैं।