Skaning laserowy w prawie

Maj 30th, 2012

Z dniem 22 Grudnia 2011 r. zaczęło obowiązywać rozporządzenie ministra spraw wewnętrznych i administracji 9 listopada 2011 r. w sprawie standardów technicznych wykonywania geodezyjnych pomiarów sytuacyjnych i wysokościowych oraz opracowywania i przekazywania wyników tych pomiarów do państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego.

Oprócz tego, że zostały w nim prawnie unormowane pomiary satelitarne GNSS pojawiły się również zapiski dotyczące skaningu laserowego. Poniżej przedstawiam, co według rozporządzenia rozumie się, jako definicje skaningu laserowego:

„ (…) rozumie się przez to metodę obrazowania powierzchni terenu, polegającą na pomiarze odległości między obiektem objętym pomiarem a urządzeniem (skanerem), zainstalowanym na statku powietrznym, na samochodzie lub na stanowisku stacjonarnym, emitującym i odbierającym impulsy laserowe odbite od tego obiektu, z jednoczesnym wyznaczaniem współrzędnych przestrzennych (X, Y, Z), określających położenie tego urządzenia w przestrzeni, oraz kierunku promienia laserowego w momencie wysłania impulsu;”

Kolejna wzmianka pojawia się, w § 37, który brzmi:

„§ 37. Geodezyjne wysokościowe pomiary terenowe wykonuje się metodami:

1) niwelacji geometrycznej;
2) niwelacji trygonometrycznej;
3) niwelacji satelitarnej;
4) skaningu laserowego.”

I ostatnia w § 43:

„3. Geodezyjny sytuacyjny i wysokościowy pomiar fotogrametryczny może być wykonywany metodą skaningu laserowego.”

Źródło: http://isap.sejm.gov.pl/DetailsServlet?id=WDU20112631572

Skanery laserowe 3d firmy Leica – oferta na rok 2012

Maj 27th, 2012

W dzisiejszym wpisie chciałbym bliżej przyjrzeć się ofercie skanerów laserowych 3d firmy Leica Geosystems na rok 2012. Samej firmy myślę, że nie trzeba przedstawiać, marka i ponad dwustuletnie doświadczenie w szeroko pojętych technologiach miernictwa mówią same za siebie.

Na ten moment w ofercie firmy znajdziemy sześć modeli skanerów laserowych:

Specyfikę poszczególnych modeli przybliżą wam załączone broszury informacyjne, większość jest w języku polskim.

Modele z serii HDS są wynikiem mocnej współpracy firm Leica Geosystems i Z+F. Obie firmy rozpoczęły współprace w 2003 roku i jako jej rezultat w ofercie Leica Geosystems pojawił się model HDS 4500. W kolejnych latach obie firmy wzmacniały swoją współpracę i jak twierdzą, są z niej bardzo zadowolone. Warto wspomnieć, że skanery z serii HDS mają pełne wsparcie i są kompatybilne z oprogramowaniem Leica Cyclone, które jest przeznaczone do pracy z chmurą punktów.

Stosunkowo nową pozycją w ofercie firmy Leica jest skaner ScanStation C5, którego wypuszczenie na rynek zostało ogłoszone w czerwcu 2011 roku. Co go wyróżnia? Na pewno cena, która zaczyna się już od 155.000 zł netto. To sprawia, że ten sprzęt jest już w zasięgu nawet małych firm, co więcej pojawia się ciekawa alternatywa dla skanera laserowego Focus 3d firmy Faro, którego cena oscyluje w granicach 120.000 zł netto. Wyższe modele firmy Leica Geosystems jak i konkurencji to wydatek nawet rzędu 400.000 zł netto, dlatego C5 jest idealną ofertą dla mniejszych przedsiębiorców.

ScanStation C5 to platforma rozwojowa. Oznacza to, że w trakcie użytkowania mamy opcje zwiększenia zasięgu, szybkości, dokupienia aparatu cyfrowego czy też kompensatora. Jest to bardzo innowacyjne podejście do tematu, które pozwoli zaoszczędzić przyszłym użytkownikom pieniądze. Wyobraźmy sobie sytuację, w której jako mała firma wchodząca na rynek skaningu laserowego kupujemy C5 w najtańszej opcji, jednak wraz z rozwojem firmy nasze wymagania co do sprzętu rosną. W takim przypadku możemy dokonać „upgrade’u” naszego skanera i nie jesteśmy zmuszeni do zakupu nowego.

Warto zwrócić również uwagę na model HDS8800, które jest dedykowany do prac w górnictwie, jego zasięg to aż 2000 m i jest wyposażony w unikalną technologie, która pozwala na krótkotrwałą pracę w bardzo niskich temperaturach. Zwracam na to uwagę, ponieważ z własnego doświadczenia wiem, że praca skanerem laserowym w ujemnych temperaturach może okazać się problematyczna dla sprzętu.

Rynek skanerów laserowych w Polsce wciąż się powiększa, trend jest definitywnie wzrostowy jak informuje Waldemar Kubisz odpowiedzialny za sprzedaż skanerów laserowych firmy Leica Geosystems w Polsce. Zainteresowani są głównie geodeci, architekci, konserwatorzy zabytków, archeolodzy, policja, projektanci (zwłaszcza instalacji przemysłowych).

Skanery laserowe 3d firmy Z+F

Kwiecień 3rd, 2012

Skanery laserowe produkowane przez niemiecką firmę Zoller+Fröhlich czyli w skrócie Z+F to sprzęt z najwyższej półki. W tym wpisie oraz kolejnych wpisach postaram się przybliżyć wybranych producentów skanerów 3d.

Wracając do spółki Zoller+Fröhlich, jej początki sięgają roku 1963 kiedy to została założona w Niemczech w miejscowości Wangen. W całej grupie Z+F pracuje ponad 300 pracowników, z samą firmą bardzo blisko współpracują tacy producenci jak Leica czy Stonex, bezsprzecznie świadczy to o solidności firmy na rynku skanerów laserowych.

Na dzień dzisiejszy Z+F ma w swojej ofercie skanery 3d oraz rozwiązania dla mobilnych systemów skanowania.

Skanery 3d:

  • Z+F IMAGER® 5010 – broszura (w języku angielskim)
  • Z+F IMAGER® 5006h – broszura (w języku angielskim)
  • IMAGER 5006EX – broszura (w języku angielskim)

Przy każdym z modeli można znaleźć broszurę ze szczegółową specyfikację. Bardzo ciekawą konstrukcją, na którą na pewno warto zwrócić uwagę jest ostatnia pozycja, IMAGER 5006EX. Jest to model przystosowany do pracy w bardzo ciężkich warunkach takich jak kopalnie, gdzie panuje styczność z materiałami wybuchowymi i bardzo duże zapylenie.

Poniżej zdjęcia trzech modeli skanerów 3d, środkowy to wcześniej wspomniany IMAGER 5006EX:


Jeśli chodzi o rozwiązania dla mobilnego skaningu obecnie w ofercie mamy tu modele: Z+F PROFILER 5010, Z+F PROFILER 5006h, Z+F PROFILER 6007duo. Już wkrótce pojawi się nowość, model  PROFILER 9000, który po raz pierwszy został zaprezentowany na targach Intergeo w Norymberdze. Jest to skaner fazowy, który w ciągu sekundy może pozyskać nawet milion punktów, a jego zasięg ma sięgać blisko 200 metrów. Tak duża ilość danych zajmuje sporo miejsca jednak transmisja dochodząca do 1 Gb/s ma ten problem rozwiązać.

Jak już wcześniej wspomniałem, o pozycji Z+Fa na rynku świadczą firmy które korzystają z jego konstrukcji. Jest to przede wszystkim Leica czyli światowy lider na rynku sprzętu pomiarowego. W ich ofercie znajdziemy modele: HDS6200 oraz HDS7000. Również już trochę mniej znany producent Stonex zaprezentował model X9, który również jest oparty o konstrukcję Z+F. Nie wiem jak Stonex X9 ma się cenowo do Z+F, ale podejrzewam, że jest tańszy, także jest to ciekawa oferta dla tych o mniej zasobnych portfelach.

 

Lotniczy skaning laserowy

Luty 28th, 2012

Lotniczy skaning laserowy w skrócie ALS z ang. Airborne Laser Scannig, jednak podejrzewam, że częściej spotkać się można ze skrótem LIDAR z ang. Light Detection and Ranging. Jest to fotogrametryczna metoda pozyskiwania danych w postaci chmury punktów, które są rejestrowane przez wiązkę lasera odbitą od danej powierzchni. W dużym uproszczeniu sama technologia opierająca się na skaningu laserowym jest taka sama jak w przypadku naziemnego skaningu laserowego.

System LIDAR montowany jest pod samolotem podobnie jak kamera fotogrametryczna.  Jego trzonem prócz samego skanera jest system pozycjonowania oparty na systemie GPS oraz system inercyjny INS, który jest odpowiedzialny za bardzo precyzyjne obliczania kierunków przyśpieszeń. Sercem INS jest IMU z ang. intertial measurement unit, jest to elektroniczna jednostka która mierzy prędkość, orientacje oraz wychylenia samolotu przy pomocy zaawansowanych żyroskopów i przyspieszeniomierzów.

Standardowo dla lotów których zadaniem jest pozyskanie precyzyjnego modelu terenu DTM lotniczy skaning laserowy pozyskuje około 3-5 punktów na metr kwadratowy. Ilość punktów na metr kwadratowy między innymi zależy od parametrów lotu, wysokości oraz liczby nalotów. Przy niższych pułapach lotu można otrzymać gęstość nawet 20 punktów na metr kwadratowy. Oczywiście można powiedzieć, że klasyczna fotogrametria daje nam możliwość wygenerowanie dużo gęstszych siatek jednak musimy pamiętać o tym, że precyzyjnego pomiaru możemy dokonać tylko na terenie niczym nie przesłoniętym. Tam gdzie są lasy, zakrzaczenia już nie. Tu właśnie wychodzi przewaga LIDARa. W teorii laser powinien przeniknąć przez liście i dotrzeć do samego gruntu, dodatkowo dostajemy informacje Echo, która nam mówi o ilości przejść przez obiekty. Dzięki temu dostajemy orientacyjną informacje na temat materiału na który natrafił laser.

Dokładność standardowych opracowań lotniczego skaningu laserowego szacuje się na około 0.10-0.15 m sytuacyjnie i 0.15 m wysokościowo, mowa tutaj o średnim błędzie. Wkrótce postaram się rozwinąć temat możliwego zastosowania tego rodzaju skaningu.

Poniżej przedstawiam filmik firmy Reigl przedstawiający system lotniczego skaningu laserowego w akcji:

Naziemny skaning laserowy

Styczeń 28th, 2012

Naziemny skaning laserowy realizowany jest poprzez naziemne skanery 3d. Urządzenia przy użyciu lasera pozyskują miliony punktów wykonując rejestracje współrzędnych XYZ każdego z nich oraz parametr intensywności odbicia. Upraszając podejście do zagadnienie naziemnego skaningu laserowego można porównać skaner 3d do tachimetru. Z tym, że wydajność z jaką pozyskuje informacje skaner laserowy jest nieosiągalna dla tachimetru obsługiwanego przez człowieku, a nawet najnowszych konstrukcji jakimi są tachimetry zmotoryzowane czy też tachimetry skanujące.

W poprzednim wpisie został przypomniany jeden z możliwych podziałów skaningu laserowego.

Pozyskane dane z naziemnego skaningu laserowego zapisywane są na nośniku danych, którym najczęściej jest dysk twardy. Jest to spowodowane objętością tych informacji. Jednak wraz z postępem przenośnych kart pamięci coraz więcej skanerów daję i taką możliwość zapisu danych. Następnie dostajemy możliwość eksportu zapisanych danych w postaci chmury punktów do różnych formatów wraz z charakterystycznymi cechami. O formatach danych chmury punktów można przeczytać w tym wpisie: Formaty plików chmury punktów.

Produktami naziemnego skaningu laserowego między innymi mogą być:

  • chmura punktów
  • trójwymiarowe modele
  • rysunki i plany
  • ortoskany
  • modele

Czołowymi producentami naziemnych skanerów obecnie są:

Naziemny skaning laserowy najłatwiej będzie poznać i zrozumieć po oglądnięciu poniższego filmu przedstawiającego zasadę działania oraz pokazującego „żywe” przykłady pozyskanych chmur punktów ze skaningu. Film jest w języku angielskim:

Skaning laserowy

Styczeń 11th, 2012

Skaning laserowy jest stosunkowo młodą metodą pozyskiwania dużej ilości danych przy pomocy światła lasera. Możemy go podzielić na:

  • naziemny skaning laserowy (z ang. TLS – Terrestrial Laser Scanning)
  • lotniczy skaning laserowy (z ang. ALS – Airborne Laser Scanning)
  • mobilny skaning laserowy (z ang. MLS – MobileAirborne Laser Scanning)

Naziemny skaning laserowy w skrócie reprezentowany jest przez naziemne skanery 3d, które za pomocą lasera są w stanie pozyskać miliony punktów 3d poprzez rejestracji ich współrzędnych XYZ oraz parametry intensywności odbicia. Tak pozyskane dane mogą zostać zaimportowane do aplikacji typu CAD lub 3d i być dowolnie przetwarzane jako chmura punktów.

We wcześniejszych wpisach można przeczytać więcej: naziemne skanery Leica oraz chmura punktów.

Lotniczy skaning laserowy (LIDAR) w skrócie jest metodą pozyskiwania danych 3d dla bardzo dużych powierzchniowo obszarów. W dużym uproszczenia ta metoda wymaga samolotu oraz urządzenia o nazwie lotniczy skaner laserowy. Postaramy wkrótce rozwinąć temat LIDARa.

Mobilny skaning laserowy (MLS) w skrócie jest metodą pozyskiwania informacji 3d przy pomocy skanera zintegrowanego na poruszających się platformach takich jak łodzie, pociągi oraz samochody. Ta metoda również nazywana jest jako kinematyczny skaning laserowy. Więcej informacji o mobilnym skanowanie laserowy można znaleźć na przykład na stronie TPI > www.tpi.com.pl/uploads/pdf/produkty/skaner/ip-s2.pdf

Formaty plików chmury punktów

Grudzień 26th, 2011

Chmura punktów ze skanowania laserowego jako zbiór danych zapisywana jest w plikach. Format zapisu danych najczęściej zależy od producenta skanera. Dla przykładu skanery Z+F zapisują dane w formacie .zfs , skanery firmy Leica w formacie .coe, skanery firmy Reigl w formacie .3dd. Do skanerów producenci dostarczają oprogramowanie, którym taką chmurę możemy dowolnie opracowywać. Bez specjalistycznego oprogramowania chmurę punktów można jedynie przeglądać, w sieci znajdziemy wiele darmowych przeglądarek. Oto parę z nich:

- Blender

- ccViewer

- MeshLab

- CloudCompare

Najczęściej sami producenci skanerów udostępniają swoje darmowe przeglądarki albo też wersje trialowe swoich programów, które pozwolą nam na oglądnięcie chmury punktów, ale nie jej edycję, modelowanie i inne bardziej zaawansowane zadania. Jeśli chodzi o komercyjne programy to tak już wcześniej zostało wspomniane każdy producent posiada swoje. Dla przykładu

- Leica – oprogramowanie Leica Cyclone

- Reigl – oprogramowanie Riscan Pro

- Z+F – oprogramowanie Z+F Laser Control

- Trimble – oprogramowanie RealWorks

Najpopularniejszym formatem wymiany dla chmury punktów jest ASCII 3D. Powodem posiadania przez producentów swoich formatów jest to, że pliki ASCII 3D wolniej się wczytują i zapisują. Programy dostarczane przez producentów skanerów dają możliwość eksportu do formatu ASCII.

 

Co to jest chmura punktów – point cloud ?

Grudzień 20th, 2011

Zanim przejdziemy to testów skanerów wszystkim, którym nie mieli żadnej styczności ze skanowaniem laserowym postanowiłem wyjaśnić co to jest właściwie ta chmura punktów (ang. point cloud). Chmura punktów to zbiór punktów, które mają współrzędne XYZ oraz parametr intensywności odbicia. Oczywiście często tych informacji jest więcej, ale przedstawiam tu podstawowy przypadek. Poniżej znajdziecie parę zrzutów chmur punktów otrzymanych ze skanowania laserowego różnych obiektów aby łatwiej można było sobie to wyobrazić.

Leica Skanery laserowe 3D (HDS)

Grudzień 13th, 2011

Jedną z czołowych firm produkujących sprzęt geodezyjny jest szwajcarska firma Leica. Tak znacząca firma nie mogła sobie pozwolić na nie uczestniczenie w rynku skanerów laserowych. Posiada w swojej ofercie parę bardzo udanych konstrukcji. Przy modelach HDS zauważymy podobieństwo do skanerów Z+F i tak też właśnie jest, owe modele powstały przy partnerstwie obu firm. Tak się reklamuje Leica:

Dla realizacji każdego projektu należy wybrać zawsze odpowiednie narzędzie. Systemy Leica High-Definition Surveying (HDS) zapewniają realizację pomiarów inwentaryzacyjnych, topografi i szczegółów terenu oraz obiektów inżynierskich. Rozwiązania Leica HDS – ustanawiają nowe standardy sposobu realizacji tych prac.

Rodzina produktów Leica Geosystems’ składa się nie tylko z potężnych i uniwersalnych impulsowych skanerów laserowych takich jak Leica ScanStation C10, lecz także ultraszybkich skanerów fazowych jak nowy Leica HDS6200. Ten zestaw produktów wraz z oprogramowaniem Leica Cyclone i Leica CloudWorx daje pełen zestaw inżynierskich narzędzi zintegrowanych z systemami CAD, do pomiarów, georeferencingu tworzenia precyzyjnych produktów końcowych i zarządzania dużymi zestawami danych z niezrównaną łatwością.

High-Definition Surveying daje wiele korzyści nie tylko specjalistom od pomiarów, ale także odbiorcom i Użytkownikom dokładnych danych przestrzennych. Inżynierowie budowlani, projektanci instalacji, specjaliści CAD, architekci, inwestorzy oraz właściciele/operatorzy mogą czerpać z dodatkowych korzyści, które daje HDS.

Źródło: http://www.leica-geosystems.pl/pl/Skanery-laserowe-3D-HDS_5570.htm

Wkrótce bliżej przyjrzymy się poszczególnym modelom Leica’i jak i też innych producentów.

Wkrótce testy skanerów

Grudzień 10th, 2011

Wkrótce na tej stronie będą się pojawiać specyfikacje techniczne skanerów wraz z krótkimi komentarzami.