Technologie 3D skenování

Laserové skenovací systémy pracují na principu bezkontaktního laserového měření. Souřadnice bodů jsou počítány polární metodou, vzdálenosti pro tuto metodu jsou počítány z tranzitního času.

1. z vlastního skeneru s příslušenstvím,

2. z ovládacího a zpracovatelského programu.

 

Program je zpravidla vyvinut firmou, která technologii nabízí, a je přímo navržen pro práci s daným skenerem.

Metodu 3D laserového skenování lze rozdělit na metodu pozemní a leteckou, kdy je povrch Země snímán skenerem umístěným v letadle.

Pozemní laserové skenování je u nás využíváno hojněji (nejen kvůli nižším pořizovacím nákladům, ale také díky širšímu spektru využití). Systémy pro pozemní skenování vyrábí řada světových firem. U nás má v současné době zastoupení v první řadě firma Leica, která nabízí přístroj HDS 3000 a HDS 4500 (dříve Cyrax). Přístroj HDS 3000 dosahuje rychlosti 1000–2000 bodů za vteřinu s přesností do 100 m 6 mm a velikostí zorného pole 360x270 °. Hmotnost přístroje je 20 kg a je napájen z externího zdroje.

Skener ILRIS je systémem kanadské společnosti Optech Inc. Tento skener dokáže zaměřit objekty až do vzdálenosti 800 m od přístroje s rychlostí měření 2000 bodů za vteřinu a s přesností 10 mm na 100 m. Zorné pole je shodně s HDS 2500 40x40 °. Hmotnost skeneru je 13 kg a je napájen externí baterií.

Toto byl však jen malý příklad skenerů využívaných v naší republice, ve světě je nabídka mnohem bohatší a je opravdu z čeho vybírat. Např. skenery společnosti Trimble, dále pak společnosti Zoller+Fröhlich. Zajímavý je také přístroj společnosti Minolta – Minolta 3D Laserscanner VI-910, který má dosah pouze 0,6–2,5 m, dosahuje však veliké přesnosti měření (0,008 mm) a rychlosti až 307 000 bodů za 2,5 vteřiny.

Mezi výhody této technologie patří především:

– přesné zaměření skutečného stavu s vysokou produktivitou práce, a tedy ve finále i s finančními úsporami (rychlé pořízení velkého objemu dat, velká hustota naměřených dat, vysoká přesnost);

– významné zkrácení práce v terénu s větší bezpečností (není nutné vstupovat do špatně přístupných prostor), měření může probíhat za plného provozu;

– pořízení speciálních dat, která jdou klasickými technologiemi pořídit jen obtížně.

 

Systémy pozemního 3D skenování lze využít hlavně ve stavebnictví k zaměření skutečného stavu budov, k zaměření složitých technologických celků a konstrukcí, mostů, podjezdů, hrází nebo pro získání podkladů pro stavbu zaměřením profilu terénu a následným vytvořením 3D modelu. Hojně využívané je i měření těžko přístupných míst, jako jsou kamenolomy, jeskyně, skládky odpadů, doly a potrubní systémy. 3D skenování využívají v neposlední řadě památkáři při rekonstrukci a dokumentaci památek.

Letecké laserové skenování bylo původně vojenskou záležitostí. Umožňuje získávání velkého objemu dat v krátkém čase. Kromě skeneru je zapotřebí ještě jednotka GPS, řídicí jednotka se zařízením pro ukládání dat a inerciální jednotka. Zpravidla bývá ještě celý systém doplněn fotogrammetrickou kamerou, která pořizuje letecké snímky. Produktem skenování je opět mračno bodů, které je dále zpracováno ve speciálním softwaru. Výsledkem pak bývají 3D modely terénu, popřípadě rozsáhlé 3D modely měst.

Využití je široké od již zmíněných modelů terénu, měst až po modelaci záplavových území, silničních tras, map elektrických vedení a železničních tratí.

Tato technologie je vzhledem k vysokým pořizovacím nákladům v počátku finančně náročná. Počáteční investice je však lehce návratná díky časovým a mzdovým úsporám.

Vzhledem k výše zmíněným výhodám této technologie se dá předpokládat, že brzy obsadí významné místo v oblastech, kde je možné ji použít.

 

 

 

 

 

 

1) Kašpar, M. – Pospíšil, J. – ·troner, M. – Křemen, T. – Tejkal, M.: Laserové skenovací systémy ve stavebnictví. Vega, Hradec Králové 2003.