Reconstruïm la geometria d'elements i infraestructures mitjançant escàner làser 3D

Obtencion de dades amb escàner làser 3D

L'escaneig làser és una tecnologia àmpliament aplicable per a una sèrie d'indústries. No obstant això, l'adopció en el sector de l'arquitectura, enginyeria i construcció és comparativament incipient i encara no s'han aprofitat plenament els beneficis potencials durant l'execució de projectes i per a les operacions i el manteniment dels actius existents.

Amb l'augment dels avenços tecnològics d'escaneig làser 3D i el modelatge d'informació d'edificis (BIM), la indústria de l'arquitectura, enginyeria i construcció està experimentant una nova revolució científica i tecnològica comparable a la introducció del CAD. L'escàner làser 3D ens permet mesurar qualsevol construcció complexa, independentment de l'etapa en què es trobi el projecte, i quan s'integra amb BIM permet millorar considerablement la inspecció de qualitat i els nivells d'acceptació d'un projecte.

Mesura de distàncies:

Els sistemes d'escaneig capturen principalment la posició física d'un objecte objectiu, representat com una sèrie de punts (formant un "núvol de punts"), generalment en coordenades cartesianes (XYZ). Això s'aconsegueix comparant el pols de llum emès i retornat, i determinant el valor de l'objecte objectiu t en relació amb la posició de l'instrument d'exploració.

L'escàner calcula la posició mesurant l'angle de l'acoblament de l'escàner (capçal i reflector l'escàner) i el temps de viatge de la llum (mesurat directament com en els escàners de temps de vol, o indirectament, com en els escàners basats en llum i en fase).


Color i intensitat:

L'escàner també registra una mesura de l'energia de retorn (representada com un valor d'intensitat) des de la superfície, que és una funció de les característiques de la superfície objectiu i les condicions de llum ambiental. La majoria dels escàners tenen la capacitat de determinar el color de cada punt mitjançant l'ús d'una càmera (pot ser incorporada o separada), que es representa mitjançant l'escala de valors RGB (vermell, verd, blau) comunament utilitzada. A causa que els escàners són sistemes òptics, només es captura el que l'escàner pot "veure", de manera que els escàners no poden travessar parets o altres obstacles (aquests creen "ombres" en el núvol de punts on no es capturen dades) . De fet, la integritat de les dades depenen de les condicions ambientals durant l'adquisició, com també ho són les dades d'intensitat i color, que varien segons les condicions de llum.

Núvols de punts:

Els valors de mesurament es representen amb un format d'arxiu que expressa la posició, la intensitat i el color de cada punt individual en el núvol de punts. Al final, les dades es poden codificar en una varietat de formats d'arxiu de núvol de punts (ASCII, PTS, LES, E57, etc.), que utilitzen alguna variació en l'esquema de color d'intensitat de posició de XYZ / RGB . Diversos proveïdors de maquinari i programari tenen un núvol de punts propietària que es pot convertir fàcilment segons les necessitats del client. Sovint és prudent que els clients especifiquin els formats d'arxiu de lliurables basats en l'ús final de les dades en negociació amb els proveïdors de serveis, especialment quan les dades s'integraran amb els sistemes d'administració d'informació existents. Els clients poden considerar l'ús d'un format d'arxiu estàndard que no sigui de propietat exclusiva, com el format d'arxiu ASTM E57 per a l'intercanvi de dades d'imatges en 3D per garantir la conformitat amb les necessitats del projecte.

Precisió del mesurament:

Diversos factors afecten la precisió de les dades del núvol de punts, incloses les capacitats i el calibratge de l'instrument, i les mesures de control de qualitat. Les condicions ambientals que afecten la integritat de les dades inclouen la reflectivitat de la superfície, l'angle entre l'escàner i l'objectiu (angle d'incidència), i el rang a l'objecte objectiu (el raig làser divergeix amb la distància, de manera que les mesuraments més allunyades de l'instrument són menys precises). Els proveïdors de serveis d'escaneig 3D són experts en controlar aquestes fonts d'error, pel que és crucial establir requisits d'acompliment funcional abans de l'adquisició de camp perquè l'instrument òptim, la (es) posició (és) d'escaneig i els temps d'adquisició es puguin negociar amb el proveïdor del servei per aconseguir Els més alts lliurables de qualitat. No obstant això, s'apliquen una sèrie de regles generals que els clients han de conèixer per garantir el desenvolupament adequat dels requisits de rendiment funcional.

 

Sistemes mòbils / aeris:

Els sistemes d'escaneig mòbil i aeri, on l'escàner es munta en un vehicle en moviment durant el procés de mesurament, capturen dades addicionals sobre el moviment del vehicle per compensar el moviment. Un sistema de navegació global per satèl·lit (GNSS) detecta la posició i la velocitat de l'escàner, una unitat de mesura inercial (IMU) detecta la velocitat d'actitud i l'acceleració de l'escàner. Aquesta informació s'emmagatzema i processa durant el procés d'adquisició de dades, i després el processament El programari genera un arxiu de núvol de punts amb les posicions físiques ajustades, el que permet als equips de projecte capturar dades molt ràpidament de l'entorn físic sense tenir de mobilitzar l'equip diverses vegades. Les dades addicionals, com les condicions ambientals durant el temps de captura de dades, així com les dades de calibratge i del proveïdor de serveis, també poden estar vinculats al conjunt de dades. L'escaneig aeri i mòbil s'està convertint ràpidament en el mètode estàndard per crear models de ciutats digitals, documentar xarxes de carreteres, túnels o línies elèctriques, i altres iniciatives de mesurament.