Инженерная фотограмметрия в Санкт-Петербурге | НПП Фотограмметрия https://fotogrammetria.ru/ ru Инженерная фотограмметрия в Санкт-Петербурге | НПП Фотограмметрия DataLife Engine Текст доклада «Автоматизированные высокоточные фотограмметрические системы мониторинга инженерных сооружений: разработка, создание и опыт применения» https://fotogrammetria.ru/38-tekst-doklada-avtomatizirovannye-vysokotochnye-fotogrammetricheskie-sistemy-monitoringa-inzhenernyh-sooruzhenij-razrabotka-sozdanie-i-opyt-primenenija.html https://fotogrammetria.ru/38-tekst-doklada-avtomatizirovannye-vysokotochnye-fotogrammetricheskie-sistemy-monitoringa-inzhenernyh-sooruzhenij-razrabotka-sozdanie-i-opyt-primenenija.html

Текст доклада «Автоматизированные высокоточные фотограмметрические системы мониторинга инженерных сооружений: разработка, создание и опыт применения»

В данной статье представлен полный текст доклада технического директора А.Е. Войнаровского о практическом опыте создания и внедрения автоматизированных фотограмметрических систем мониторинга. На реальных примерах — моста на трассе М-11 и стадиона «Газпром Арена» — раскрываются технические решения, точность измерений (до 0.1 мм) и ключевые преимущества стационарных систем, работающих в режиме 24/7.

Докладчик: Войнаровский Александр Евгеньевич, кандидат технических наук, доцент кафедры картографии и геоинформатики СПбГУ, технический директор ООО «Архитектурная Фотограмметрия».

Тема доклада: «Автоматизированные высокоточные фотограмметрические системы мониторинга инженерных сооружений: разработка, создание и опыт применения».

Мы занимаемся разработкой фотограмметрических систем мониторинга уже давно — скоро будет 12 лет, даже больше. Первоначально это были объекты, связанные с космосом, а также гидротехнические сооружения. И там, и там присутствует определённая нестабильность: объекты подвижны, деформируются. Не всегда можно поставить, скажем, тахеометр и получить достоверный результат, а камеру поставить можно практически всегда — и на работу порта, и на радиотелескоп, и даже на спутник, если нужно.

В последние годы мы стали активно разрабатывать стационарные системы мониторинга инженерно-строительных объектов. Если говорить о стационарных системах, предполагается, что камеры устанавливаются на постоянной основе и ведут наблюдение в течение длительного времени — многих лет — при надлежащем обслуживании.

Оборудование такой системы основано, конечно, на камерах машинного зрения требуемого разрешения. Камеры устанавливаются в защитных кожухах, которые часто требуют доработки для обеспечения стабильной температуры внутри, что критически важно для стабильности всей измерительной системы. Вся эта система обязательно проходит процедуру калибровки.

Если говорить о высокоточных измерениях, то необходимо использовать марки. Марки могут быть пассивными (светоотражающими, для которых нужен источник света, как показано в правом нижнем углу) или активными (например, светодиоды). Помимо камер и марок, в систему входят компьютеры, оборудование связи и так далее.

Перейду сразу к примерам объектов.

1. Автоматизированная система мониторинга мостового перехода.

Автоматизированная система мониторинга мостового перехода СПб

Это скоростная автодорога М-11 «Нева», соединяющая Москву и Санкт-Петербург. Мостовой переход длиной около 600 метров проходит через русло реки и опирается на 23 бетонные опоры. Поскольку грунты здесь слабые, а опоры вели себя недостаточно стабильно (были работы по их усилению), возникла задача создать систему для постоянного мониторинга их положения.

Мы установили на устоях моста камеры разрешением 20 мегапикселей, осветительное оборудование и два вида марок:
• Деформационные марки — установлены на самих опорах (внизу и вверху).
• Опорные марки — установлены на изолированных конструкциях глубокого заложения (справа на слайде). Большая часть марок — двусторонние, то есть их видят обе камеры.

Первоначально все марки были привязаны геодезически. Затем запускается процесс мониторинга: камеры синхронно (практически синхронно) выполняют съёмку — вы видите рабочие снимки днём и ночью. Съёмка выполняется 4 раза в сутки.

Специальный алгоритм определяет центр каждой марки с точностью порядка 2-3 сотых пикселя. В пересчёте на масштаб объекта это примерно 1 мм для самых дальних марок. После уравнивания методом прямой фотограмметрической засечки итоговая точность определения координат марок составляет порядка 1.5 мм относительно опорных пунктов.

Система работает уже полтора года. На графике показаны данные за полгода по одной из опор:
• Синим цветом показана марка внизу опоры.
• Другими цветами — две марки вверху опоры.

Мы видим перемещения в разных направлениях: по горизонтали, перпендикулярной оси моста, и по вертикали. По горизонтали опоры ведут себя достаточно стабильно. По вертикали наблюдается четкий сезонный тренд, очевидно, связанный с температурным расширением — каждая опора меняет свои размеры в зависимости от температуры, и система это четко фиксирует.

Заказчику результаты понравились, и он предложил нам заняться дальнейшей автоматизацией — мониторингом дорожного полотна (пролётного строения). Оно установлено на опорах посредством опорных частей — специальных механизмов, обеспечивающих определённую степень свободы (пролёт может немного передвигаться и поворачиваться). Эти перемещения традиционно контролируются по механическим шкалам (видны на нижнем слайде).

Наша задача была автоматизировать этот процесс. Мы разработали установку на базе камер видеонаблюдения. Всего таких устройств 50 — по количеству опорных частей. Вы видите, как это выглядит «вживую»: камера закреплена на подферменнике, а на пролётном строении закреплена кодовая шкала. Камеры, конечно, прошли калибровку.

Схема решения — обратная фотограмметрическая засечка. По результатам измерений маркеров (кодовой шкалы) на снимке мы решаем засечку и находим три координаты положения камеры относительно центра шкалы и три угловые величины, характеризующие повороты и наклоны. Таким образом, одна камера заменяет 6 механических датчиков. На всём мосту будет установлено 50 таких камер. Надеюсь, к Новому году мы закончим монтаж.

2. Автоматизированная система мониторинга на стадионе «Газпром Арена» (стадион «Зенит»).

Автоматизированная система мониторинга на стадионе «Газпром Арена»

Это новый стадион в Санкт-Петербурге. Здесь создана мощная система мониторинга, насчитывающая сотни датчиков разных типов. В её составе работают и 4 наши системы. Покажу на примере большой вывески «Газпром Арена».

Это масштабное сооружение длиной 36 метров и высотой в самой высокой точке около 15 метров. Стадион находится на берегу залива, где бывают сильные ветры, что создаёт определённые риски. Была поставлена задача создать систему, которая следила бы за состоянием вывески.
Мы установили на вывеску 2 камеры (одна из них показана на слайде) по той же схеме, что и на мосту. Вот рабочие снимки: слева — днём, справа — ночью. Видны марки (освещенные белые точки), их порядка 150+. Они контролируют все важнейшие элементы конструкции.

Поскольку здесь камеры также имеют разрешение 20 мегапикселей, а объект меньше, мы достигаем точности определения смещений порядка 0.1 мм.
На следующем слайде показаны графики за две недели. Видно, что марки ведут себя достаточно стабильно, а разброс значений иллюстрирует высокую точность измерений.

Выводы.

Надеюсь, мне удалось показать, что стационарные фотограмметрические системы мониторинга позволяют обеспечивать:

1. Надёжное наблюдение в любое время суток и в течение всего года (первая система работает уже полтора года, система на стадионе — около года).
2. Мгновенное определение положения всех маркеров — одномоментно. Это очень важно для фиксации быстротекущих деформаций, так как данные по всем точкам будут репрезентативными и синхронными.
3. Высокую точность наблюдений (от 1.5 мм до 0.1 мм в зависимости от масштаба объекта).
4. Полную автоматизацию работы — система функционирует без участия человека, по заданному расписанию.
5. Конкурентную стоимость по сравнению с геодезическими аналогами (роботизированными тахеометрами, спутниковыми приемниками), обладая при этом рядом преимуществ над ними.

Спасибо за внимание.

Интересует разработка индивидуальной системы мониторинга для вашего объекта?
Оставьте заявку для консультации с нашими инженерами.
Звоните по тел. ☎ +7 (812) 992-26-85
Пишите! ✉ info@photogrammetria.ru

Видео выступления → смотреть
Сайт организатора → ГЕОСТРОЙ

#МониторингСооружений #Фотограмметрия #АвтоматизацияКонтроля #Мостостроение #СтроительныйНадзор #Геодезия #ИнженерныеИзмерения #АрхитектурнаяФотограмметрия ]]> ana-sm Wed, 11 Mar 2026 07:46:59 +0300 Текст доклада «Технология калибровки наземных лазерных сканеров – решение актуальной научно-технической задачи» https://fotogrammetria.ru/37-tekst-doklada-tehnologija-kalibrovki-nazemnyh-lazernyh-skanerov-reshenie-aktualnoj-nauchno-tehnicheskoj-zadachi.html https://fotogrammetria.ru/37-tekst-doklada-tehnologija-kalibrovki-nazemnyh-lazernyh-skanerov-reshenie-aktualnoj-nauchno-tehnicheskoj-zadachi.html

Наша компания приняла участие в XV научно-практической конференции «Обследование зданий и сооружений: проблемы и пути их решения», посвященной памяти профессора В.Т. Гроздова. Это ключевое отраслевое мероприятие было организовано ООО «ОЗИС-Венчур» и Ассоциацией обследователей зданий и сооружений.

С докладом на актуальную для рынка тему выступил технический директор ООО «Архитектурная фотограмметрия», к.т.н., доцент СПбГУ Александр Евгеньевич Войнаровский. Его презентация была посвящена «Технологии калибровки наземных лазерных сканеров – решению актуальной научно-технической задачи».]]>

Текст доклада «Технология калибровки наземных лазерных сканеров – решение актуальной научно-технической задачи»

Тема доклада: «Технология калибровки наземных лазерных сканеров – решение актуальной научно-технической задачи».

Наземное лазерное сканирование – это очень популярная сегодня технология. Её используют не только специалисты топографо-геодезического профиля, но и строители, обследователи, археологи. Это наиболее совершенная и эффективная технология, которая позволяет максимально точно и быстро получать трёхмерные данные исследуемого объекта.

Безусловно, она очень востребована. Однако сканер – это не волшебная палочка. Это такой же геодезический прибор, как и остальные, и он требует периодической проверки и калибровки. И с этим есть серьёзные проблемы.

Оборудование производится ведущими мировыми компаниями – Leica, Faro, Trimble и другими. Но в России у них нет ни одного сертифицированного центра по обслуживанию этой техники. Европейские центры, которые использовались раньше, сегодня недоступны. В целом, это создаёт большую сложность.

Появилось две-три компании, которые пытаются ремонтировать эту технику с переменным успехом, на свой страх и риск, а также на страх и риск владельцев – например, собирая один работоспособный прибор из двух. Понимая масштаб этой проблемы, мы разработали собственную технологию калибровки.

Что такое калибровка?
• Поверка – это выявление несоответствия геометрических параметров прибора эталонным.
• Калибровка – это исправление этих несоответствий программными средствами.

Главная задача – исправить итоговые данные, если прибор выдаёт некорректные измерения.

Цели данного доклада:
1. Рассказать об устройстве наземного лазерного сканера и основных геометрических параметрах, которым должен соответствовать исправный прибор.
2. Рассказать о технологии калибровки наземных лазерных сканеров, разработанной в нашей компании.
3. Пригласить к сотрудничеству по вопросам калибровки НЛС.

Об устройстве сканера (кратко)

Большинство современных наземных лазерных сканеров (более 90%) построены по панорамной схеме. Такой сканер очень похож на электронный тахеометр, но является полностью автоматизированным и работает с огромной скоростью – до 2 миллионов точек в секунду.

Прибор выдаёт трёхмерные координаты (X, Y, Z) в своей системе, центр которой расположен на пересечении основных осей. Для определения каждой точки сканер измеряет три величины:
1. Расстояние (измеряется высокочастотным лазерным дальномером).
2. Вертикальный угол (зенитное расстояние).
3. Горизонтальный угол.

Развёртка луча в пространстве обеспечивается вращением зеркала (по вертикали) и вращением самого прибора (по горизонтали). В отличие от тахеометра, сканер часто использует гибридную систему: половину пространства сканирует при одном круге (поворот прибора на 180°), вторую половину – при другом, за счёт поворота зеркала. Это важно для последующего анализа ошибок.

Откуда берутся ошибки и что нужно калибровать?

Идеальная работа возможна только при безупречном состоянии оптико-механической системы. Существует несколько критических осей и параметров:
1. Ось вращения зеркала (на схеме – розовая).
2. Ось вращения прибора (на схеме – зелёная).
3. Ось лазерного луча (на схема – красная).
Ось вращения зеркала должна быть строго перпендикулярна оси вращения прибора. Ось лазерного луча должна быть строго перпендикулярна оси вращения зеркала. В процессе эксплуатации эти соответствия нарушаются из-за износа, ударов и т.д.
4. Место зенита (нуль вертикального круга). Это начало отсчёта вертикальных углов. В идеале ноль должен соответствовать проекции вертикальной оси прибора на лимб. В реальности у всех сканеров, тахеометров и теодолитов есть отклонение. Если это не учесть, измеренные вертикальные углы будут содержать ошибку, причём с разным знаком для разных кругов (прямого и обратного).

Задача поверки – определить величины этих отклонений (место зенита, неперпендикулярность осей) и создать математическую модель для программной коррекции всех исходных измерений, чтобы на выходе получались правильные координаты точек.
Таким образом, наша технология позволяет компенсировать внутренние геометрические ошибки прибора, обеспечивая высокую точность данных даже для оборудования, требующего юстировки.

Ошибки, которые определяет калибровка, и как это выглядит на практике

Давайте рассмотрим, как эти ошибки проявляются визуально на сканах. Вот, например, отсканированы четыре марки на небольшом участке развёртки. Вы видите вертикальную границу между более светлой и более тёмной частями — это как раз граница между левым и правым кругом (FOV).

Если ошибок нет, марки, расположенные в линию, выглядят ровно. Но если присутствует ошибка места зенита (нуль вертикального круга не на своём месте), мы увидим вот такой разрыв. Это сразу должно вызвать вопросы.

Следующая ошибка – коллимационная. Это неперпендикулярность оси лазерного луча (красная на схеме) к оси вращения зеркала (чёрная). Обозначим этот угол как c. Если она присутствует, то плоскость, описываемая лучом, вместо плоскости становится конусом (как показано на рисунке). И что интересно, эта ошибка вносит погрешность не в вертикальные, а в горизонтальные углы! Формулы для её учёта для левого и правого круга показаны здесь (значения со штрихом — измеренные, в левой части уравнения — исправленные). Зная угол c, эту ошибку можно скорректировать.

Как это выглядит на скане тех же четырёх марок? Вот сравнение: слева — нет коллимационной ошибки, справа — она есть.

Ещё одна ошибка – наклон оси вращения зеркала. Эта проблема есть практически у всех приборов. По сути, ось вращения зеркала должна быть перпендикулярна вертикальной оси прибора, но на деле может быть отклонена на некоторый угол i. Эта ошибка также влияет на отсчёты по горизонтальному кругу. Формулы поправок для правого и левого круга приведены аналогично.

И её визуальное проявление на примере марок: без наклона и с ним.

Мы разобрали эти ошибки «по полочкам». На практике же, при сканировании реального объекта (например, карниза на пятом этаже), вы можете увидеть картину, где присутствует всё сразу: и ошибка места зенита, и коллимационная, и наклон оси. Если прибор не откалиброван, эти данные не исправить. Если же он откалиброван — вы можете программно устранить эти искажения и получить исправленные координаты. Важно понимать, что эти ошибки влияют не только на заметные границы, которые я проиллюстрировал, — они присутствуют на всем поле сканирования, просто в некоторых местах более заметны.

Кроме этих, есть и другие ошибки, которые визуально не увидеть. Их влияние становится очевидным на этапе обработки данных: при сшивке сканов (регистрации) или привязке к опорным точкам невязки начинают превышать заявленную точность прибора.

К таким «невидимым» ошибкам относятся:
• Эксцентриситеты вертикального и горизонтального кругов (разцентровка отсчётного устройства).
• Ошибки компенсатора (инклинометра) — устройства, которое автоматически приводит измерения к отвесной линии. Если оно разцентровано, то приводит не туда, куда надо.
• Ошибки дальномера. Стоит отметить, что ошибки дальномера — наименее проблемная часть лазерных сканеров. Основные сложности связаны именно с угломерной системой в целом.
Разработанная нами технология калибровки позволяет выявить и учесть все перечисленные ошибки.

Как выполняется калибровка на практике?

Калибровка выполняется по сканам специального тестового объекта — калибровочного полигона.

На схеме слева показана его модель с расположением контрольных марок. Минимально необходимое количество марок указано красными точками (их число можно увеличить, это не ухудшит результат). Одна часть марок расположена в вертикальной плоскости, другая — в горизонтальной.

На схеме справа показана часть реальной развёртки скана такого полигона. Марки, расположенные вдоль границы левого и правого круга (граница видна по центру), имеют характерный «косой» вид. Внизу они показаны в увеличенном масштабе. Также видны марки, расположенные по горизонту.

Полигон можно развернуть в любом подходящем помещении.

Первый этап калибровки — это исследование изображения этих марок. Также есть марки, расположенные по горизонту, в горизонтальном направлении.

Как выполняется калибровка на практике?

Первое, с чего надо начать — это исследование стабильности прибора. Важно, чтобы данные, которые он выдаёт, были стабильными. Пусть они будут «кривыми», но всегда одинаково «кривыми». Если показания будут каждый раз сильно отличаться, такой прибор, скорее всего, нуждается в ремонте, а не только в калибровке. Простая проверка — можно слегка постучать по корпусу, потом отсканировать снова. Если данные стабильны, можно приступать к калибровке.

Далее выполняется сканирование тестового объекта. В идеале делается два скана, повёрнутых друг относительно друга на 180 градусов.
Затем происходит измерение марок на сканах — определение их координат в данных прибора.

После измерения вычисляются исходные величины: расстояние и два угла для каждой марки.

Ключевой этап — решение системы линейных параметрических уравнений, которая связывает выполненные измерения с определяемыми неизвестными, то есть теми самыми ошибками (место зенита, коллимация, наклоны осей и т.д.). Из решения этой системы методом наименьших квадратов мы находим численные значения всех этих параметрических поправок.

На следующем шаге мы программно вводим найденные поправки в измерения, исправляем их и вычисляем уже скорректированные, точные координаты.

Отдельной процедурой калибруется инклинометр (компенсатор). Это несложно, если у вас есть два скана, повёрнутых на 180°: среднее значение наклона из них должно давать правильную вертикаль, и можно вычислить поправку.

Результат для заказчика.

По итогам калибровки заказчику передаётся:
1. Отчёт (паспорт калибровки) с указанием всех определённых величин ошибок.
2. Файл калибровки в специальном формате.
3. Программное обеспечение «ScanCorrector» для исправления данных.

Как это работает в повседневной работе?

Мы не вмешиваемся внутрь прибора — его механическая и аппаратная часть не меняется. Вы работаете с ним как обычно, используя штатное ПО сканера.
После выполнения полевых сканирований вы запускаете «ScanCorrector», указываете ему файл калибровки и папку с исходными данными. Программа автоматически берёт и исправляет все данные, записывая их либо поверх исходных, либо в новую указанную папку.
Процесс можно организовать пакетно: если за день сделано 100 сканов, их можно обработать автоматически за ночь. Таким образом, калибровка не удлиняет технологический процесс, а лишь добавляет один автоматизированный этап обработки.

Основные выводы:
1. Систематические ошибки неоткалиброванного сканера могут в разы превышать заявленную точность. Если у прибора заявлена угловая точность, например, 20 угловых секунд, реальные ошибки из-за разъюстировки могут составлять 1, 2 или даже 3 минуты. Не стоит полностью полагаться на цифры, написанные производителем в паспорте нового прибора — в процессе эксплуатации точность неизбежно снижается.
2. Калибровка по нашей технологии позволяет устранить эти систематические ошибки и, по сути, вернуть прибору ту точность, на которую он изначально способен.
3. Технология универсальна. Благодаря собственному программному обеспечению мы можем откалибровать сканер любого производителя и любой системы.
4. Процесс не требует вмешательства в аппаратную часть и легко встраивается в рабочий процесс.

В завершение хотел бы пригласить специалистов к сотрудничеству по вопросам калибровки вашей техники.
Спасибо за внимание!

ВОЙНАРОВСКИЙ Александр Евгеньевич, к.т.н., технический директор ООО «Архитектурная фотограмметрия», доцент кафедры картографии и геоинформатики СПбГУ
НАЗАРОВ Роман Алексеевич, ведущий специалист ООО «Архитектурная фотограмметрия»
КОРЖ Родион Сергеевич, главный геодезист ООО «Архитектурная фотограмметрия»
(Санкт-Петербург)

#КалибровкаСканера #ОшибкиСканирования #ТочностьНЛС #ЛазерноеСканирование #Геодезия #Метрология #МестоЗенита #Коллимация #ИсправлениеДанных #Leica #Faro #Trimble #ГеодезическоеОборудование ]]> ana-sm Wed, 04 Feb 2026 12:35:41 +0300 Технология калибровки наземных лазерных сканеров – решение актуальной научно-технической задачи https://fotogrammetria.ru/36-tehnologija-kalibrovki-nazemnyh-lazernyh-skanerov-reshenie-aktualnoj-nauchno-tehnicheskoj-zadachi.html https://fotogrammetria.ru/36-tehnologija-kalibrovki-nazemnyh-lazernyh-skanerov-reshenie-aktualnoj-nauchno-tehnicheskoj-zadachi.html
В ходе выступления была детально рассмотрена проблема обеспечения метрологической надёжности дорогостоящего оборудования для лазерного сканирования в текущих условиях. Александр Евгеньевич представил разработанную в компании методику полной геометрической калибровки, которая позволяет:

✔ Диагностировать систематические ошибки сканера (коллимацию, смещение места зенита, наклоны осей).

✔ Создавать математическую модель ошибок для каждого конкретного прибора.

✔ Автоматически корректировать исходные данные измерений с помощью специализированного программного обеспечения, возвращая оборудованию заявленную точность.]]>

Технология калибровки наземных лазерных сканеров – решение актуальной научно-технической задачи

В рамках XV научно-практической конференции «Обследование зданий и сооружений: проблемы и пути их решения» с докладом на актуальную для рынка тему выступил технический директор ООО «Архитектурная фотограмметрия», к.т.н., доцент СПбГУ Александр Евгеньевич Войнаровский. Его презентация была посвящена «Технологии калибровки наземных лазерных сканеров – решению актуальной научно-технической задачи».

В ходе выступления была детально рассмотрена проблема обеспечения метрологической надёжности дорогостоящего оборудования для лазерного сканирования в текущих условиях. Александр Евгеньевич представил разработанную в компании методику полной геометрической калибровки, которая позволяет:

✔ Диагностировать систематические ошибки сканера (коллимацию, смещение места зенита, наклоны осей).

✔ Создавать математическую модель ошибок для каждого конкретного прибора.

✔ Автоматически корректировать исходные данные измерений с помощью специализированного программного обеспечения, возвращая оборудованию заявленную точность.

Технология носит универсальный характер и применима для сканеров различных производителей, что делает её практическим решением для геодезических и инженерных компаний, заинтересованных в долгосрочном поддержании высокого качества собираемых пространственных данных.

Конференция по обследованию зданий и сооружений

6-7 ноября 2025 г. в г. Санкт-Петербург состоялась XV научно-практическая конференция «Обследование зданий и сооружений: проблемы и пути их решения», посвященная памяти профессора, д.т.н. В. Т. Гроздова.
Организаторы: ООО «ОЗИС-Венчур» и Ассоциация обследователей зданий и сооружений.

Целью проведения конференции является обмен передовым опытом ведущих организаций и специалистов, а также выявление основных проблем, связанных с обследованием зданий и сооружений и поиск путей их решения.

В конференции принимают участие обследователи, проектировщики и связанные со строительством специалисты со всей России и зарубежных стран.

#АрхитектурнаяФотограмметрия #ЛазерноеСканирование #КалибровкаСканера #Геодезия #ОбследованиеЗданий #ОЗИС #Конференция #Метрология #Войнаровский #НЛС #ТочныеИзмерения #СПбГУ #ИнженерныеИзмерения #3Dдокументирование ]]> ana-sm Sun, 18 Jan 2026 00:00:37 +0300 Стационарные высокоточные системы мониторинга https://fotogrammetria.ru/35-stacionarnye-vysokotochnye-sistemy-monitoringa.html https://fotogrammetria.ru/35-stacionarnye-vysokotochnye-sistemy-monitoringa.html

Стационарные высокоточные системы мониторинга

Доклад технического директора ООО «Архитектурная Фотограмметрия», доцента кафедры картографии и геоинформатики СПбГУ на тему "Автоматизированные высокоточные фотограмметрические системы мониторинга инженерных сооружений. Разработка, создание и опыт применения" Войнаровского А.Е.

Войнаровский Александр Евгеньевич
доцент кафедры картографии и геоинформатики СПбГУ
к.т.н., технический директор
Назаров Роман Алексеевич
ведущий специалист
Корж Родион Сергеевич
главный геодезист
ООО «Архитектурная фотограмметрия»
(Санкт-Петербург)

#мониторинг #доклад #фотограмметрия #системымониторинга #инженернаяфотограмметрия #видео #АрхитектурнаяФотограмметрия

Международная конференция «ГЕОСТРОЙ-2024» проходила 20–22 ноября 2024 года в Новосибирске.

«ГЕОСТРОЙ» - это ключевой отраслевой форум, посвящённый цифровизации строительства. Основная тема — «Геопространственное обеспечение строительства. Цифровая трансформация геометрических параметров». На международную конференцию были приглашены изыскательские, строительные и проектные организации, разработчики и поставщики программного обеспечения и средств измерений, представители органов управления, научные сотрудники, специалисты по обработке данных, геодезисты.

В рамках конференции работали тематические секции и была организована выставка современного геодезического оборудования и программного обеспечения. В выступлениях звучали темы: технологии информационного моделирования (ТИМ/BIM), цифровые двойники, высокоточные измерения, мониторинг сооружений и обработка геопространственных данных. Участниками стали ведущие специалисты из России, Китая, Нигерии, Чехии и Казахстана.

Сайт мероприятия: https://events.geostroy-rus.ru/ ]]> ana-sm Tue, 13 Jan 2026 21:29:21 +0300 Инженерные обмеры промышленного объекта: BIM-моделирование фанерного комбината «Свеза Новатор» https://fotogrammetria.ru/32-inzhenernye-obmery-promyshlennogo-obekta-bim-modelirovanie-fanernogo-kombinata-sveza-novator.html https://fotogrammetria.ru/32-inzhenernye-obmery-promyshlennogo-obekta-bim-modelirovanie-fanernogo-kombinata-sveza-novator.html

Фанерный комбинат НАО «Свеза Новатор» в Великом Устюге — яркий пример современного промышленного комплекса, сочетающего вековую историю с передовыми цифровыми технологиями. При подготовке к реализации масштабного инвестиционного проекта «Новатор +52» (модернизация производства с увеличением мощности до 200 тыс. м³ фанеры в год) заказчику потребовалась точная цифровая реплика существующего производственного корпуса — не для визуализации, а как основа для проектирования, координации оборудования и обеспечения промышленной безопасности.]]>

Инженерные обмеры промышленного объекта: BIM-моделирование фанерного комбината «Свеза Новатор»

Промышленные объекты — это не просто здания, а сложные технологические организмы, где каждая труба, балка и агрегат играют роль в едином производственном цикле. Именно поэтому обмеры таких объектов требуют не только высокой точности, но и глубокого понимания инженерной логики, лежащей в основе их функционирования.

Фанерный комбинат НАО «Свеза Новатор» в Великом Устюге — яркий пример современного промышленного комплекса, сочетающего вековую историю с передовыми цифровыми технологиями. При подготовке к реализации масштабного инвестиционного проекта «Новатор +52» (модернизация производства с увеличением мощности до 200 тыс. м³ фанеры в год) заказчику потребовалась точная цифровая реплика существующего производственного корпуса — не для визуализации, а как основа для проектирования, координации оборудования и обеспечения промышленной безопасности.

Фанерный комбинат НАО "СВЕЗА Новатор" в Великом Устюге

Адрес объекта:
Вологодская область, Великоустюгский район, г. Великий Устюг, пос. Новатор, ул. Октябрьская

Сроки проведения работ на объекте:
апрель-июнь, 2017

Работы, проводимые на объекте (ООО «Архитектурная Фотограмметрия»):
— Выполнение полевых обмерных работ методом наземного трёхмерного лазерного сканирования производственного корпуса;
— Получение и обработка 818 высокоточных сканов с последующей регистрацией в единой системе координат;
— Формирование плотного облака точек, отражающего геометрию здания, технологического оборудования и инженерных коммуникаций;
— Построение редактируемой информационной BIM-модели в программной среде Autodesk Revit;
— Подготовка модели для последующего использования при проектировании модернизации, размещении нового оборудования и цифровом управлении производственными активами.

Площадь корпуса — 26 000 м², объём — около 240 000 м³. Внутри — многоуровневые технологические линии лущения, сушки, прессования, системы пневмотранспорта, вентиляции, пожаротушения и энергоснабжения. Традиционные методы обмеров здесь неэффективны: ошибка даже в несколько сантиметров может привести к коллизиям при установке нового оборудования или нарушению технологических зазоров.

В рамках проекта специалисты «Инженерной фотограмметрии» (направление компании «Архитектурная Фотограмметрия») выполнили:

➡ Высокоточное трехмерное лазерное сканирование корпусов завода с созданием 818 сканов;
➡ Регистрацию облака точек в единой системе координат с точностью до 1–3 мм — критически важной для промышленного проектирования;
➡ Построение редактируемой BIM-модели в Autodesk Revit, отражающей не только геометрию здания, но и расположение инженерных систем и технологического оборудования.

Трехмерная редактируемая BIM-модель производственного корпуса фанерного комбината НАО "СВЕЗА Новатор" в Великом Устюге

Хотя в данном случае основным инструментом стал лазерный сканер, подход нашей компании основан на инженерной фотограмметрии как научной дисциплине — то есть на точном измерении через изображение. На других промышленных объектах (например, при мониторинге деформаций печей, конвейеров или движущихся механизмов) мы активно применяем стереофотограмметрические комплексы, в том числе с синхронизированными камерами, способные «заморозить» состояние объекта в момент съёмки и воссоздать его трёхмерную геометрию с субпиксельной точностью.

Особое значение придаётся калибровке оптических систем: разработанные нами алгоритмы компенсации дисторсии позволяют проводить измерения даже через защитные стёкла, иллюминаторы или в условиях сильной запылённости — типичной для деревообрабатывающих производств.

Модель, созданная для «Свезы Новатор», — это не просто геометрия. Это цифровой двойник, который:

✔ служит основой для размещения нового оборудования;
✔ позволяет проверять технологические зоны обслуживания (радиусы открывания люков, доступ к насосам);
✔ интегрируется в системы управления активами;
✔ снижает риски при реконструкции действующего производства.

Промышленные обмеры — это не про «чертежи», а про безопасность, точность и эксплуатационную эффективность.

Готовы к точным обмерам вашего промышленного объекта?
Свяжитесь с нами:
📞 +7 (812) 992-26-85
📧 info@photogrammetria.ru

#инженернаяфотограмметрия #обмерыпромышленныхобъектов #лазерноесканирование #BIMпромышленность #СвезаНоватор #цифровойдвойник #Revit #промышленныецеха #точныеобмеры #фотограмметрия #обмерызавода #3Dмоделирование #промышленнаябезопасность ]]> ana-sm Wed, 08 Oct 2025 12:44:07 +0300 Разработка стационарных высокоточных фотограмметрических систем мониторинга инженерных сооружений https://fotogrammetria.ru/33-razrabotka-stacionarnyh-vysokotochnyh-fotogrammetricheskih-sistem-monitoringa-inzhenernyh-sooruzhenij.html https://fotogrammetria.ru/33-razrabotka-stacionarnyh-vysokotochnyh-fotogrammetricheskih-sistem-monitoringa-inzhenernyh-sooruzhenij.html
В докладе представлен опыт применения методов фотограмметрии для мониторинга состояния и поведения инженерных объектов под воздействием внешних факторов. Также проводится сравнение возможностей методов геодезии и фотограмметрии для автоматизированного мониторинга. Генеральный директор компании «Архитектурная фотограмметрия» рассказывает о разработке стационарных высокоточных фотограмметрических систем мониторинга и представляет некоторые результаты этих разработок.]]>

Разработка стационарных высокоточных фотограмметрических систем мониторинга инженерных сооружений

Видео с докладом по теме «Разработка стационарных высокоточных фотограмметрических систем мониторинга инженерных сооружений» на XIII Конференции 2023 "Обследование зданий и сооружений: проблемы и пути их решения" Санкт-Петербург.

В докладе представлен опыт применения методов фотограмметрии для мониторинга состояния и поведения инженерных объектов под воздействием внешних факторов. Также проводится сравнение возможностей методов геодезии и фотограмметрии для автоматизированного мониторинга. Генеральный директор компании «Архитектурная фотограмметрия» рассказывает о разработке стационарных высокоточных фотограмметрических систем мониторинга и представляет некоторые результаты этих разработок.

Цели доклада:
➡ Рассказать об опыте применения методов фотограмметрии для мониторинга инженерных объектов.
➡ Сравнить возможности методов геодезии и фотограмметрии для задач организации автоматизированного мониторинга.
➡ Представить некоторые результаты разработок стационарных высокоточных фотограмметрических систем мониторинга, выполненных нашей компанией.

Геодезический и фотограмметрический метод работают на одном поле – мы определяем геометрию объекта или, если говорить о мониторинге, изменение геометрии объекта под воздействием разных факторов. Но, если геодезические методы это делают непосредственно - при помощи геодезического прибора измеряется сам объект, то фотограмметрия предполагает выполнение съемки – получение фотоснимков, которые и подвергаются обработке. Это дает ряд преимуществ при мониторинге состояния инженерных сооружений.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ ФОТОГРАММЕТРИИ ДЛЯ ЗАДАЧ МОНИТОРИНГА
1. Возможность одновременного (одномоментного) наблюдения множества точек.
2. Возможность мониторинга быстропротекающих процессов.
3. Возможность достижения практически любой требуемой точности наблюдений.
4. Высокая адаптивность метода.
5. Высокая предрасположенность метода к автоматизации.

Выступление А.Е. Войнаровского на XIII Конференции 2023 "Обследование зданий и сооружений: проблемы и пути их решения" с докладом

Мониторинг роботизированными тахеометрами: одна точка - один прибор. Дорого?

Мониторинг инженерных сооружений методом ГНСС.

Мониторинг инженерных сооружений методами фотограмметрии.

Координатная привязка фотограмметрических марок.

Оборудование для стационарного мониторинга - набор для высокоточных наблюдений за деформациями зданий и сооружений.

Фотограмметрические светоотражающие марки на опорах моста для проведения мониторинга их состояния.

Установленное съемочное оборудование для мониторинга опор моста.

Рабочий снимок - съемка установленных фотограмметрических марок для мониторинга.

…

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ СОЗДАНИЯ СТАЦИОНАРНОЙ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА
1. Стационарная фотограмметрическая система мониторинга обеспечивает выполнение наблюдений в любое время суток в любое время года.
2. Единственным препятствием выполнения наблюдений является отсутствие оптической видимости (сильный туман, снег, физические препятствия).
3. Система обеспечивает высокую стабильную точность определения координат деформационных марок и их перемещений относительно опорных пунктов (1.5 и 2.0 мм) – соответственно.
4. Система работает полностью в автоматическом режиме, 0 отсутствие влияния «человеческого фактора» на результаты мониторинга.
5. Стоимость подобной автоматической фотограмметрической системы мониторинга существенно меньше геодезических аналогов (роботизированные тахеометры, ГНСС) и имеет ряд преимуществ над ними.

Доклад «Разработка стационарных высокоточных фотограмметрических систем мониторинга инженерных сооружений» на XIII Конференции 2023 "Обследование зданий и сооружений: проблемы и пути их решения" Санкт-Петербург.

Доклад представлен на XIII Конференции "Обследование зданий и сооружений: проблемы и пути их решения" в Санкт-Петербурге, организованной Ассоциацией обследователей зданий и сооружений АОЗИС.

ВОЙНАРОВСКИЙ Александр Евгеньевич, технический директор ООО «Архитектурная фотограмметрия», доцент кафедры картографии и геоинформатики СПбГУ (Санкт-Петербург)
НАЗАРОВ Роман Алексеевич, ведущий специалист ООО «Архитектурная фотограмметрия» (Санкт-Петербург)
КОРЖ Родион Сергеевич, главный геодезист ООО «Архитектурная фотограмметрия» (Санкт-Петербург)

#фотограмметрия #мониторинг #инженерныесооружения #высокоточныесистемы #мониторингзданий #автоматизациямониторинга #фотомикрометр #войнаровский #доклад #конференция #видео #оазис ]]> ana-sm Thu, 05 Jan 2023 22:31:55 +0300 Универсальная высокоточная фотограмметрическая измерительная система PARALLAX https://fotogrammetria.ru/31-universalnaja-vysokotochnaja-fotogrammetricheskaja-izmeritelnaja-sistema-parallax.html https://fotogrammetria.ru/31-universalnaja-vysokotochnaja-fotogrammetricheskaja-izmeritelnaja-sistema-parallax.html paralax универсальная высокоточная фотограмметрическая измерительная система

PARALLAX - универсальная высокоточная фотограмметрическая измерительная система , в которой реализованы все необходимые инструменты для проведения расчетов, связанных с измерениями, с аналитическими методами фотограмметрии - вычисление координат, уравнивание измерений, оценка точности и пр.

Разработка программного продукта PARALLAX ведется с 2012 года. Система разработана, в первую очередь, для мониторинга, то есть в ней есть инструментарий для обработки временных рядов, вычисления и визуализации деформаций и перемещений.]]>

Универсальная высокоточная фотограмметрическая измерительная система PARALLAX

Разработка программного продукта PARALLAX ведется с 2012 года. Система разработана, прежде всего, для мониторинга.

PARALLAX - универсальная высокоточная фотограмметрическая измерительная система , в которой реализованы все необходимые инструменты для проведения расчетов, связанных с измерениями, с аналитическими методами фотограмметрии - вычисление координат, уравнивание измерений, оценка точности и пр.

Система разработана, в первую очередь, для мониторинга, то в ней есть инструментарий для обработки временных рядов, вычисления и визуализации деформаций и перемещений.

универсальная высокоточная фотограмметрическая измерительная система paralax

Универсальная высокоточная фотограмметрическая измерительная система PARALLAX позволяет осуществлять:

высокоточные (до 0,02 pix и точнее) измерения фотограмметрических марок;

высокоточная фотограмметрическая калибровка камер (поддерживается несколько методов калибровки и несколько моделей дисторсии);

решение прямой и обратной фотограмметрических засечек; вычисление геодезических координат точек по стереопаре или одиночному снимку;

определение элементов взаимного ориентирования снимков;

построение и уравнивание сетей пространственной фототриангуляции по МНК, оценка точности;

обработка фотограмметрических рядов наблюдений, вычисление и визуализация перемещений или деформаций.

Подробнее узнать о системе PARALLAX Вы можете у представителей нашей компании.
По всем возникшим вопросам обращайтесь! ☎ тел. +7 (812) 992-26-85 Пишите! ✉ info@photogrammetria.ru ]]> ana-sm Fri, 15 Apr 2022 14:06:16 +0300 Комплекс защитных сооружений (КЗС) Санкт-Петербурга от наводнений https://fotogrammetria.ru/26-kompleks-zaschitnyh-sooruzheniy-kzs-sankt-peterburga-ot-navodneniy.html https://fotogrammetria.ru/26-kompleks-zaschitnyh-sooruzheniy-kzs-sankt-peterburga-ot-navodneniy.html С целью изучения закономерностей, проверки правильности инженерных расчетов, уточнение комплекса мероприятий для обеспечения безаварийной работы "Мониторинг геометрии рам сегментных затворов судопропускного сооружения методами фотограмметрии" в 2016-2017 гг. нашей компанией была создана система мониторинга геометрии рам сегментных затворов судопропускного сооружения, работающая на основе методов фотограмметрии.

"Первоначальный проект не предусматривал системы мониторинга состояния рамы и шаровой опоры двухстворчатого плавучего затвора судопропускного сооружения С-1. Чтобы понимать состояние конструкции под нагрузкой, мы создали 3D-модель створки затвора — батопорта, рамы и шаровой опоры. А сейчас мы разработали систему мониторинга, которая в онлайн-режиме должна показывать состояние конструкции при увеличении динамических нагрузок."]]>

Комплекс защитных сооружений (КЗС) Санкт-Петербурга от наводнений

С целью изучения закономерностей, проверки правильности инженерных расчетов, уточнение комплекса мероприятий для обеспечения безаварийной работы судопропускного сооружения С-1 КЗС Санкт-Петербурга по Заказу в 2016-2017 гг. нашей компанией была создана система мониторинга геометрии рам сегментных затворов судопропускного сооружения, работающая на основе методов фотограмметрии.

Мониторинг такого сооружения - задача непростая, поскольку это система динамическая. Она все время испытывает деформации, причем, как в динамике, так и при стоянии в доках (в канале волнение и вся конструкция движется). К нам обратились с предложением разработать систему мониторинга.

Адрес объекта:
г. Санкт-Петербург, Комплекс защитных сооружений С-1

Сроки проведения обмерных работ на объекте:
июнь 2016 – февраль 2017 г.

Работы, проводимые на объекте:
Создание системы мониторинга геометрии рам батопортов судопропускного сооружения С-1 КЗС Санкт-Петербурга на основе методов фотограмметрии.

Историческая справка:

Комплекс защитных сооружений (КЗС) г. Санкт-Петербурга от наводнений имеет общую протяженность КЗС - 25,4 км, из них 22,2 км проходят по акватории Финского залива. КЗС является условной границей между Невской губой и Финским заливом, административно он входит в состав ФКП «Дирекция КЗС Минрегиона России».
В состав КЗС входят защитные дамбы, водопропускные сооружения, судопропускные сооружения, шестиполосная автомагистраль с мостами, тоннелем и транспортными развязками, проходящая по гребню защитных дамб, подходные каналы к судопропускным сооружениям.

Помимо защитной функции, данный комплекс сооружений осуществляет пропуск судов при круглогодичной навигации, по нему проходит скоростная автомагистраль и, конечно, осуществляется техническое обеспечение природоохранных мероприятий.

Судопропускное сооружение С-1 КЗС в Санкт-Петербурге

Судопропускное сооружение С-1 КЗС в Санкт-Петербурге

С целью защиты Санкт-Петербурга от местных морских нагонных наводнений, обладающих такой особенностью как внезапность, кратковременность и большая интенсивность подъема и спада уровня воды, был построен Комплекс защитных сооружений. Его строительство началось в 1979 году, после выхода постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 02.08.1979 № 745 «О строительстве сооружений защиты Ленинграда от наводнений». В 1981 году начались работы по возведению основных объектов КЗС, но проект был остановлен. Лишь в 2001 году началась стройка, реально ею ставшая после 2002 года, когда были заключены кредитные соглашения с рядом международных институтов и средства на стройку более 325 млн $ были найдены. 12 августа 2011 состоялось торжественное его открытие, на котором присутствовал и В.В. Путин.

Ботапорт в открытом состоянии.

Ботапорт в процессе закрытия.

Работы, выполненные на объекте:

В течении 2х лет было выполнено 4 цикла наблюдений:

19 сентября 2016 года
Ввод в эксплуатацию фотограмметрической системы мониторинга. Тестовые наблюдения деформаций рамы южного батопорта в процессе маневров в доковой камере.

12 октября 2016 года
Наблюдения за деформациями рамы южного батопорта, возникающих в результате динамических нагрузок в процессе маневров в доковой камере.

7-8 февраля 2017 года
Суточные наблюдения за деформациями рам северного и южного батопорта, возникающими в следствие изменения температуры воздуха и инсоляции.

26-27 июля 2017 года
Суточные наблюдения за деформациями рам северного и южного батопорта, возникающими в следствие изменения температуры воздуха и инсоляции.

Деформация радиальной балки во время всплытия батопорта.

Результат мониторинга деформаций - смещение марок при всплытии батопорта.

График: изменения прогиба луча батопорта в зависимости от изменения температуры воздуха

График: изменения прогиба луча батопорта в зависимости от изменения температуры воздуха

График по результатам мониторинга: изменения прогиба луча батопорта в зависимости от изменения температуры воздуха.

Горизонтальные деформации луча батопорта во время мониторинга.

Вы можете также посмотреть по данному вопросу:
Выступление генерального директора ООО «НПП «Фотограмметрия» на IX Научно-практической конференции "Обследование зданий и сооружений: Проблемы и пути их решения" 11-12 октября 2018 года с докладом "Мониторинг геометрии рам сегментных затворов судопропускного сооружения методами фотограмметрии".

--- ]]> ana-sm Fri, 08 Apr 2022 14:54:09 +0300 Создание HBIM модели здания слесарно-сборной мастерской на основе данных лазерного сканирования. https://fotogrammetria.ru/30-measurements-of-the-building-of-the-locksmith-assembly-workshop.html https://fotogrammetria.ru/30-measurements-of-the-building-of-the-locksmith-assembly-workshop.html Проведение полного комплекса обмерных работ, включающих трехмерное лазерное сканирование, на объекте культурного наследия "Слесарно-сборная мастерская" «Петербургского товарищества вагоностроительного завода синдиката вагоностроительных заводов «Продвагон» . Основной задачей проекта стало создание HBIM модели здания по состоянию на момент съемки с отражением характерных неровностей, деформаций, разрушений, остатков оборудования. Моделированию подлежали не только конструктивные элементы, но и остатки технологического оборудования: воздуховоды, трубы, рельсы, ниши в стенах и перекрытиях, оставшиеся после демонтажа оборудования, технологические ямы.
Цель создания модели – использование ее в качестве основы для разработки проекта современного бизнес-центра, предполагающего сохранение внешнего облика и характера конструкций здания.]]>

Создание HBIM модели здания слесарно-сборной мастерской на основе данных лазерного сканирования.

Проведение полного комплекса обмерных работ, включающих трехмерное лазерное сканирование, на объекте культурного наследия "Слесарно-сборная мастерская" «Петербургского товарищества вагоностроительного завода синдиката вагоностроительных заводов «Продвагон» . Основной задачей проекта стало создание HBIM модели здания по состоянию на момент съемки с отражением характерных неровностей, деформаций, разрушений, остатков оборудования. Моделированию подлежали не только конструктивные элементы, но и остатки технологического оборудования: воздуховоды, трубы, рельсы, ниши в стенах и перекрытиях, оставшиеся после демонтажа оборудования, технологические ямы.
Цель создания модели – использование ее в качестве основы для разработки проекта современного бизнес-центра, предполагающего сохранение внешнего облика и характера конструкций здания.

Историческое здание столярно-сборной мастерской вагоностроительного завода под реконструкцию в бизнес-центр

Историческое здание столярно-сборной мастерской вагоностроительного завода под реконструкцию в бизнес-центр

Адрес объекта:
г. Санкт-Петербург, Московский проспект, дом 115, литера В

Сроки проведения обмерных работ на объекте:
2019 год

Работы, проводимые на объекте:

лазерное сканирование с использованием трехмерной лазерной сканирующей системы FARO Focus 3D,

создание геодезического обоснования,

разработка редактируемой HBIM модели здания в Revit,

экспорт, редактирование и оформление чертежей в среду программы AutoCAD, в соответствии с техническим заданием.

Историческая справка:
Здание мастерской было построено в 1914 году по проекту гражданского инженера Григория Розовского (Розовский Гирш Хононович). В 1931 году к северному фасаду добавили двухэтажную пристройку.
Здание является историко-архитектурным памятником регионального значения и образцом промышленной архитектуры в стиле позднего промышленного модерна и конструктивизма с редким конструктивным решением интерьеров, созданных для промышленных нужд. Корпус представляет собой кирпичное здание площадью 7000 кв. метров, объемом около 104000 куб. метров и состоит из двух частей: одноэтажного цеха и двухэтажной пристройки с подсобными и обслуживающими помещениями.

Оформление фасадов строгое, на лицевом фасаде находятся большие воротные проемы с криволинейными тягами, уравновешенными рядом мелких окон с архивольтами сверху, завершен фасад щипцами. На боковых фасадах оконные проемы оформлены архивольтами с замковыми камнями и молдингами. И оконные, и воротные проемы расположены в простенках между вертикальными лопатками и сопровождаются сухариками под верхним карнизом. На лицевых фасадах лопатки оканчиваются навершиями, выступающими над парапетом кровли. Характер обширного внутреннего пространства задает сложная конструкция металлического каркаса, включающего 73 клепаные металлические колонны и сложную систему ажурных металлических ферм и деревянных балок, фонари. В результате пристройки дополнительного объема к северному фасаду корпуса в стене были заложены исторические проемы и пробиты новые, утрачены некоторые элементы декора. В пристройке коридорная система с небольшими помещениями, разделенными перегородками, 3 внутренние лестницы, односкатная крыша, лежащая на двутавровых балках, фасады без декоративных элементов, оконные и дверные проемы разных размеров и с разными заполнениями. Контрастное сочетание невысоких распластанных объемов с многоэтажной фабричной застройкой соседней обувной фабрики придает выразительность этому уголку заводской территории, делая его своеобразной экспозицией индустриальной среды рубежа XIX-XX в.

В настоящее время здание в основном сохранило исторический облик. В 2011 году Слесарно-сборная мастерская Петербургского товарищества вагоностроительного завода синдиката вагоностроительных заводов "Продвагон" была включена в единый государственный реестр объектов культурного наследия (памятников истории и культуры) народов Российской Федерации в качестве объектов культурного наследия регионального значения, Распоряжение КГИОП № 10-676 от 19.10.2011.

Нынешний собственник здания ООО «Московский 115», входящий в Fortgroup, принял решение создать здесь бизнес-центр.
Проектом предполагается сохранение внешнего облика мастерской и разделение ее внутреннего пространства на три этажа «с устройством открытых площадок и галерей, организацией атриумов под историческими световыми фонарями» с панорамными лифтами и лестницами. Позднюю двухэтажную пристройку снесут ради новой, десятиэтажной.
В январе 2021 года «Московский 115» получил разрешение на реконструкцию.

Работы, выполненные на объекте:

3D лазерное сканирование с использованием трехмерной лазерной сканирующей системы FARO Focus 3D → получено 202 скана (162 внутри и 40 снаружи здания),

сведение данных сканирования в приложении ScanIMAGER в единую систему координат объекта и городскую систему высот,

конвертирование данных в формат *.rcs с помощью программы Autodesk ReCap

загрузка материалов в проект Autodesk Revit,

создание редактируемой информационной bim модели здания,

моделирование кровли и уровня земли вдоль фасадов,

экспорт полного комплекта чертежей в соответствии с техническим заданием в среду программы AutoCAD, их редактирование и оформление.

Точечная 3D модель здания в проекте Revit.

Промежуточная модель здания мастерской со стенами, перекрытиями и колоннами.

Готовая bim модель корпуса завода - здание «Слесарно-сборная мастерская».

Подробнее о проведенных компанией ООО "Архитектурная фотограмметрия" обмерных работах, bim моделировании и итоговом результате можно прочитать в статье "Опыт разработки информационных моделей (bim) памятников промышленной архитектуры Санкт-Петербурга", где рассматривается пример разработки построения информационной модели объекта культурного наследия «Слесарно-сборная мастерская» «Петербургского товарищества вагоностроительного завода синдиката вагоностроительных заводов «Продвагон».

За оказанием услуг в области инженерной фотограмметрии обращайтесь к нам!
Звоните! ☎ тел. +7 (812) 992-26-85 Пишите! ✉ info@photogrammetria.ru Знакомьтесь с материалами! 🚩fotogrammetria.ru

--- ]]> ana-sm Fri, 18 Mar 2022 12:13:37 +0300 КАЛИБРОВКА НАЗЕМНОГО ЛАЗЕРНОГО СКАНЕРА по сканам испытательного полигона https://fotogrammetria.ru/29-kalibrovka-nazemnogo-lazernogo-skanera-po-skanam-ispytatelnogo-poligona.html https://fotogrammetria.ru/29-kalibrovka-nazemnogo-lazernogo-skanera-po-skanam-ispytatelnogo-poligona.html Развертка скана 360° на 180°

Лазерный сканер, как и любой другой измерительный прибор, нуждается в периодическом обслуживании и поверке. В процессе эксплуатации ряд узлов лазерного сканера испытывает значительные динамические нагрузки, и со временем результаты калибровки уже не полностью компенсируют систематические ошибки прибора, что приводит к ухудшению точности выходного облака точек. А если точность измерений сканера перестала удовлетворять или не соответствуют заявленным требованиям, то необходимо выполнить его калибровку. Кроме того, калибровку сканера также необходимо выполнять для конкретного нестандартного случая съемки. Таким образом, задача калибровки наземного лазерного сканера является актуальной и ее решение позволит восстановить требуемую точность измерений.]]>

КАЛИБРОВКА НАЗЕМНОГО ЛАЗЕРНОГО СКАНЕРА по сканам испытательного полигона

В статье ("Вестник СГУГиТ", Том 24, № 2, 2019) рассматривается реализация технологии калибровки наземного лазерного сканера по сканам испытательного полигона с применением степенных полиномов.

Лазерный сканер, как и любой другой измерительный прибор, нуждается в периодическом обслуживании и поверке, к тому же в процессе эксплуатации сканера его точность измерений постепенно ухудшается и, в конечном итоге, перестает удовлетворять заявленным производителем характеристикам. Таким образом, задача калибровки наземного лазерного сканера является актуальной и ее решение позволит восстановить требуемую точность измерений.

Целью данной работы явилась разработка и реализация универсального математического аппарата калибровки наземного лазерного сканера, который с учетом конструкции и принципа измерений различных сканеров мог восстановить точность измерений до величин, заявленных производителем. Методом решения задачи калибровки предлагается получение математической модели, описывающей ошибки несоответствия координат марок пространственного полигона (координаты марок которого известны с заведомо более высокой точностью, чем их можно определить по результатам сканирования) и марок, измеренных по сканам.
В статье большое внимание уделяется практической реализации технологической схемы калибровки в программных продуктах ScanIMAGER и ScanCalibr. Приводится результат тестирования метода калибровки с использованием конкретного наземного лазерного сканера, результат работы которого перестал удовлетворять заявленной производителем точности измерений.
Статья предназначена для инженерно-технических работников, применяющих технологию наземного трехмерного лазерного сканирования для решения производственных задач.

Введение

Современный наземный лазерный сканер представляет собой автоматизированную систему сбора пространственных данных, работающую с очень высокой скоростью (до 1 миллиона точек в секунду), обеспечивая при этом миллиметровую точность. В основе наземный лазерный сканер состоит из лазерного дальномера и блока развертки лазерного луча. В качестве блока развертки выступают сервопривод и полигональное зеркало или призма. Сервопривод отклоняет луч на заданную величину в горизонтальной плоскости, при этом
у большинства моделей поворачивается вся верхняя часть сканера. Развертка в вертикальной плоскости осуществляется за счет вращения или качания зеркала [1]. По принципу измерения расстояний сканеры делятся на импульсные и фазовые. Импульсный метод измерения расстояний основан на измерении времени прохождения сигнала от приемо-передающего устройства до объекта и обратно. Фазовый метод измерения основан на определении разности фаз, посылаемых и принимаемых модулированных сигналов [2]. Результатом работы лазерного сканера является растровое изображение – скан, значения пикселей которого представляют собой элементы вектора с измеренным расстоянием и интенсивностью отраженного сигнала [3]. С помощью специализированного программного обеспечения из растрового скана можно создать облако точек, пересчитав каждый пиксель скана из полярной системы координат в прямоугольную декартову с учетом результатов калибровки конкретного прибора.

В процессе эксплуатации ряд узлов лазерного сканера испытывает значительные динамические нагрузки, и со временем результаты калибровки уже не полностью компенсируют систематические ошибки прибора, что приводит к ухудшению точности выходного облака точек. Кроме того, бывают случаи, когда приходится прибегать к нестандартным условиям съемки (сканирование при значительном наклоне прибора или в перевернутом состоянии), что производителем не запрещается, но в этом случае не гарантируется точность выходного результата. При желании можно проверить точность результатов сканирования как в обычных, так и нестандартных условиях на предмет соответствия точности, заявленной производителем [4–6]. Но если точность измерений сканера перестала удовлетворять или не соответствуют заявленным требованиям, то необходимо выполнить его калибровку. Кроме того, калибровку сканера также необходимо выполнять для конкретного нестандартного случая съемки.

На сегодняшний день производители оборудования по-разному подходят к решению проблемы калибровки лазерного сканера [7–10]. Одни производители предоставляют сервисную функцию самокалибровки, но на сегодняшний день – это скорее исключение, чем правило. Вторые предлагают функцию контроля калибровки, т. е. насколько заводские калибровочные параметры актуальны и способны компенсировать ошибки сканирования, а третьи полностью отказывают в предоставлении сервисных функций, отвечающих за калибровку.

В большинстве случаев калибровка лазерного сканера – это дорогостоящая и длительная услуга, к тому же зачастую связанная с перевозом прибора через границу, поскольку в Российской Федерации отсутствуют сервисные центры большинства производителей лазерных сканеров. В то же время, как правило, задача периодической калибровки сводится к актуализации поправок, минимизирующих влияние систематических ошибок прибора на результаты сканирования, и решается на программном уровне. В данной статье рассматривается решение актуальной задачи, – разработки универсальной технологии калибровки наземных лазерных сканирующих систем по сканам испытательного полигона и специализированного программного обеспечения.

Методы и материалы

Калибровку лазерного сканера можно выполнять как по первичным данным (расстояния, горизонтальные и вертикальные углы, полученные как результат измерений в процессе сканирования), так и по вторичным данным (расстояния, горизонтальные и вертикальные углы, полученные как функции трехмерных декартовых координат, возвращаемых прибором по результатам сканирования).

Калибровка на основе первичных данных во многом является более предпочтительной, поскольку позволяет непосредственно определять и учитывать основные инструментальные ошибки сканера, вызванные неоптимальным взаимным расположением основных осей и узлов прибора (коллимационная ошибка, эксцентриситеты горизонтального и вертикального угловых отсчетных устройств и т. п.). Данные виды ошибок и методы их определения у геодезических приборов хорошо изучены, а формулы учета в результатах измерений имеют простой и законченный вид [11, 12]. Однако не всегда есть возможность выполнить калибровку сканера по первичным данным, поскольку производители оборудования часто закрывают доступ к «сырым» данным прибора и показаниям датчиков, а несанкционированная исполнителем «прошивка» внутренней памяти прибора приводит к потере гарантии. Поэтому самостоятельно калибровку сканера по первичным данным можно выполнить лишь в случае, если данная процедура предусмотрена фирмой-изготовителем как пользовательская.

В остальных же случаях единственный путь минимизировать влияние систематических ошибок и повысить качество выходной информации – это провести калибровку по расстояниям, горизонтальным и вертикальным углам, восстановленным по координатам отсканированных точек. В целях упрощения изложения данный вид калибровки далее будем называть посткалибровкой (калибровкой лазерного сканера по вторичным данным). Полученные таким образом вторичные данные отягощены не только собственно ошибками измерений, но и не вполне актуальными уже заводскими поправками. Таким образом, задача посткалибровки сводится к выявлению остаточных ошибок сканирования после
применения заводских параметров с целью их компенсации при создании выходного облака точек. Данную задачу целесообразно решать по сканам пространственного испытательного полигона, координаты марок которого известны с заведомо более высокой точностью [13], чем их можно определить по результатам сканирования.

Задачу выполнения калибровки сканера предлагается разбить на следующие этапы:

– построение пространственного испытательного полигона – печать и закрепление марок;
– построение линейно-угловой сети путем выполнения измерений на марки полигона электронным тахеометром и определение координат марок;
– сканирование полигона сканером, подлежащим калибровке, в различных положениях;
– измерение марок на сканах;
– выявление ошибок несоответствия координат марок полигона и марок, измеренных по сканам;
– вычисление полиномов компенсации ошибок;
– применение полиномов компенсации при создании облака точек.

В настоящее время приборы, которые позволяют получать круговые сканы, реализуют, как правило, одну из двух конструктивных схем. У первой из них при получении кругового скана прибор вращается в горизонтальной плоскости на 180°, а зеркало – на 360° в вертикальной плоскости. Вторая конструктивная схема предполагает полный оборот сканера в горизонтальной плоскости, и качание зеркала в вертикальной плоскости. Тем не менее, вне зависимости от схемы получения круговой развертки, в большинстве программных продуктов, она выглядит в виде растра с измерениями на 360° по горизонтальному углу и на 180° по вертикальному (рис. 1).

Рис. 1. Развертка скана 360° на 180°

Данный традиционный вид развертки для измерения углов можно использовать только для сканеров, совершающих в результате сканирования полный оборот вокруг своей оси. В случае если круговой скан получен иным способом, для определений углов развертку скана необходимо представить в соответствии с конструктивной схемой, реализованной в данном приборе. На рис. 2 показана развертка скана, полученная сканером, совершающим половину оборота вокруг своей оси и вращающим зеркало на 360°. Кроме того, в результате кругового сканирования получается зона перекрытия в несколько градусов, поэтому для корректной калибровки необходимо разделить измерения, условно говоря, на левый и правый круги или прямой и обратный ход.

Измененная развертка скана 180° на 360° лазерное сканирование

Рис. 2. Измененная развертка скана 180° на 360°

В результате измерения марок испытательного полигона тахеометром и уравнивания линейно-угловой сети получается каталог точек в декартовой системе координат, который затем необходимо привести к системе координат станции сканирования ортогональным преобразованием (сдвиг и поворот по трем осям) по всем маркам по методу наименьших квадратов. Далее необходимо пересчитать координаты марок из прямоугольной декартовой системы координат в полярную (согласно принципу измерения сканера). Пересчет из прямоугольной декартовой системы координат в полярную осуществляется по следующим формулам.

Для сканера, осуществляющего при сканировании поворот по горизонтальному углу на 360°:

H = arctg (y/x), (1)

где H – горизонтальный угол (с учетом знаков координат для расстановки по координатным четвертям);

V = arcctg (z/√ (x² + y²) ), (2)

где V – вертикальный угол; x, y, z – координаты измерений в прямоугольной декартовой системе координат.

Для сканера, осуществляющего при сканировании поворот по горизонтальному углу на 180°:

H = arcrg (y/x) + π/2 ; (3)

V' = arcctg (z/√ (x² + y²)) , (4)

где V ' – вертикальный угол для прямого хода;

V'' = arcctg (z/- √ (x² + y²)) , (5)

где V '' – вертикальный угол для обратного хода; x, y, z – координаты марок в прямоугольной декартовой системе координат. Разделение на прямой и обратный ход осуществлялось делением каталога точек скана ровно пополам.

В качестве математической модели, описывающей ошибки несоответствия координат марок полигона и марок, измеренных по сканам, предлагается использовать представленные ниже степенные полиномы.

Для горизонтальных углов составляются уравнения вида (на примере полинома 3-й степени):

a₀+a₁H_S+a₂V_S+a₃H_S²+a₄H_SV_S + a₅V_S² + a₆H_S³ + a₇H_S²V_S + a₈H_sV_S² + a₉V_S³ = H_S - H_T , (6)

Для вертикальных углов составляются уравнения вида (на примере полинома 3-й степени):
b₀+b₁H_S+b₂V_S+b₃H_S²+b₄H_SV_S+b₅V_S² + b₆H_S³ + b₇H_S²V_S + b₈H_SV_S² + b₉V_S³ = V_S - V_T , (7)

Для дальности [14] составляются уравнения вида (на примере полинома 2-й степени):

c₀ + c₁H_S + c₂V_S + c₃H_S² + c₄H_SV_S = c₅V_S² = D_S - D_T , (8)

где a₀ – a₉ , b₀ – b₉ и с₀ – с₉ – коэффициенты полиномов; H_S – горизонтальный угол, вычисленный по координатам марки, полученным в результате сканирования; V_S – вертикальный угол, вычисленный по координатам марки, полученным в результате сканирования; H_T – горизонтальный угол, вычисленный по исходным координатам марки полигона, приведенным в систему станции сканирования; V_T – вертикальный угол, вычисленный по исходным координатам марки полигона, приведенным в систему станции сканирования; D_S – дальность до марки, вычисленная по координатам, полученным в результате сканирования; D_T – дальность до марки, вычисленная по ее исходным координатам, приведенным в систему станции сканирования.

В результате решения системы уравнений по методу наименьших квадратов находим коэффициенты полиномов для горизонтального и вертикального углов, а также для дальности. На основании полученных коэффициентов полиномов можно вычислить поправку в каждое измерение, выполненное откалиброванным прибором.

Результаты

Для тестирования метода калибровки был выбран скоростной фазовый лазерный сканер Faro Focus 3D S120 (рис. 3) со следующими техническими характеристиками:

– диапазон измерений: 0,6–120 м внутри/вне помещений с рассеянным светом и 90 % отражающимися поверхностями;
– скорость измерения: 122–976 тыс. точек/с;
– систематическая ошибка: ±2 мм на 10 и 25 м;
– рабочая зона по вертикали: 305°;
– рабочая зона по горизонтали: 360°;
– максимальное вертикальное разрешение: 0,009°;
– максимальное горизонтальное разрешение: 0,009°;
– максимальная скорость сканирования (вращения зеркала): 5 800 об/мин или 97 Гц.

Рис. 3. Faro Focus 3D S120

В качестве экспериментального пространственного полигона было выбрано офисное помещение. На самоклеящейся пленке были напечатаны марки типа «песочные часы» (рис. 4). Марки были наклеены равномерно по всему помещению, включая потолок и пол. Измерения марок проводились электронным тахеометром Leica TCR405 Power с учетом [13, 15]. Сканирование полигона происходило при отключенных датчиках компенсатора, барометра, GPS и компаса.

Данный лазерный сканер был выбран не случайно. В определенный момент производственного процесса, в результате сведения сканов, полученных данным сканером, в единую систему координат, было замечено, что остаточные невязки по маркам превышают допустимые значения, а также наличие двойных линий в зоне перекрытия одиночного скана, в результате чего работу прибора необходимо было подвергнуть анализу. Для этого было получено несколько сканов одного и того же полигона в различных начальных положениях сканера и несколько сканов без изменения ориентации прибора. В случае, когда начальное положение сканера изменялось, средние квадратические ошибки сведения сканов между собой составляли около 5 мм. Когда же начальное положение сканера оставалось неизменным, средние квадратические ошибки сведения сканов составляли уже менее 0,1 мм, на основании чего можно было сделать вывод, что измерения сканера стабильны и в его измерениях стабильно присутствуют систематические ошибки.

Измерение марок проводилось в программном комплексе ScanIMAGER (разработка Научно-производственного предприятия «Фотограмметрия»), в рамках которого был запрограммирован алгоритм измерения, который давал стабильное вычисление центра марки с субпиксельной точностью (рис. 5).

Марка типа «Песочные часы» для сшивки сканов при лазерном сканировании

Рис. 4. Марка типа «Песочные часы»

Измерение марки типа «Песочные часы» при лазерном сканировании

Рис. 5. Измерение марки типа «Песочные часы»

Алгоритм вычисления коэффициентов полиномов был запрограммирован в рамках программной утилиты ScanCalibr (рис. 6). Утилита позволяет добавлять несколько станций сканирования и уравнивать их совместно с целью повышения плотности покрытия результатов сканирования марками и минимизации влияния возможных грубых ошибок измерений в математической модели коррекции.

Рис. 6. Утилита калибровки сканера

Для добавления станции сканирования необходимо указать файлы измерений сканера для прямого и обратного хода, а также файл с координатами опорных марок полигона. После этого каталог опорных марок пересчитывается в систему координат каждой станции. После успешного пересчета координат выводятся параметры перехода, остаточные невязки и средние квадратические ошибки (рис. 7).

Ввод новой станции в программе калибровки лазерного сканера

Рис. 7. Ввод новой станции

После ввода станций задаются степени полиномов для горизонтального угла, вертикального угла и дальности. Затем происходит вычисление коэффициентов полиномов с выводом невязок по каждой точке и средние квадратические отклонения (рис. 8). Изменяя степени полиномов, можно добиться минимальных остаточных невязок и сохранить результат вычислений в файл.

Алгоритм коррекции скана был запрограммирован в рамках программного продукта ScanIMAGER (разработка Научно-производственного предприятия «Фотограмметрия») в процессе конвертации скана во внутренний формат программы. В результате коррекции, невязки после регистрации сканов между собой, полученных тестируемым прибором, уменьшились в три раза. Ошибки привязки блока сканов к опорной геодезической сети, по данным тахеометрических измерений марок, уменьшились в два раза.

Рис. 8. Результат калибровки

Заключение

На основании проведенных экспериментов и полученного результата можно сделать вывод о том, что в случае ухудшения измерительных свойств лазерного сканера и выхода их за рамки паспортных значений, посткалибровка способна восстановить точность измерений до величин, заявленных производителем. Хочется отметить, что предлагаемый метод посткалибровки ни в коей мере не призван заменить плановое обслуживание сканера у производителя, но способен в оперативном режиме и в сжатые сроки восстановить требуемую точность сканирования, а обслуживание сканера у производителя запланировать на более подходящее время. Кроме того, предлагаемый метод позволяет оперативно получить калибровочные параметры для случаев съемки с нестандартной установкой прибора, что иногда бывает полезно.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Наземное лазерное сканирование / В. А. Середович, А. В. Комиссаров, Д. В. Комиссаров, Т. А. Широкова. – Новосибирск : СГГА, 2009. – 261 с.
2. Радиогеодезические и электрооптические измерения / В. Д. Большаков, Ф. Деймлих, А. Н. Голубев, В. П. Васильев : учебник для вузов. – М. : Недра, 1985. – 303 с. ил.
3. Неволин А. Г., Медведская Т. М. Обработка результатов наземного лазерного сканирования с учетом коэффициента отражения сигнала // Вестник СГГА. – 2014. – Вып. 1 (25). – С. 47–53.
4. Чернявцев А. А., Пигин А. П. Об оперативной поверке точности сканирующих систем [Электронный ресурс] : офиц. сайт компании «Кредо-Диалог». – Режим доступа: http://www.credo-dialogue.com.
5. Широкова Т. А., Комиссаров Д. В., Комиссаров А. В. Разработка конструктивной схемы тест-объектов и методики для исследования точности наземных лазерных сканеров // ГЕО-Сибирь-2005. Науч. конгр. : сб. материалов в 7 т. (Новосибирск, 25–29 апреля 2005 г.). – Новосибирск : СГГА, 2005. Т. 5, ч. – С. 197–201.
6. Комиссаров А. В., Коркин В. С. Методика поверки наземных лазерных сканеров // Вестник СГУГиТ. – 2017. – Т. 22, № 1. – С. 110–118
7. LeicaScanStation 2. Руководство по эксплуатации. – Leica Geosystems AG, Heerbrugg, Switzerland, 2002.
8. Leica ScanStation P40/P30 User Manual. – Leica Geosystems AG, Heerbrugg, Switzerland, 2015.
9. Z+F LaserControl [Электронный ресурс] : офиц. сайт компании Zoller + Fröhlich GmbH. – Режим доступа: http://www.zf-laser.com
10. FARO Scene User Manual [Электронный ресурс]: офиц. сайт компании FARO GmbH. – Режим доступа: https://knowledge.faro.com
11. Спиридонов А. И., Кулагин Ю. Н., Кузьмин М. В. Поверка геодезических приборов. – М. : Недра, 1981. – С. 159.
12. Savveidis P. Calibrating geodetic instruments. Standard for calibration and testing // «Magazine for surveying, mapping & GIS professional» Geoinformatics. – 2004. – No. 7. – P. 18–21.
13. Никонов А. В. Исследование точности измерения расстояний электронными тахеометрами в безотражательном режиме // Вестник СГУГиТ. – 2015. – Вып. 1 (29). – С. 43–53.
14. Никонов А. В., Чешева И. Н., Лифашина Г. В. К вопросу об определении постоянной поправки дальномера электронного тахеометра // Вестник СГУГиТ. – 2015. – Вып. 1 (29) – С. 54–61.
15. Назаров И. А. Исследование влияния угла падения лазерного луча и отражающих свойств поверхности на точность измерения расстояний безотражательным электронным тахеометром [Электронный ресурс] // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Политематическая. – 2011. – Вып. 2 (16). – Режим доступа: http://vestnik.vgasu.ru/?source=4&articleno=548.

Получено 31.03.2019
© А. Е. Войнаровский, С. Г. Тихонов, 2019

LASER SCANNER CALIBRATION USING SCANS OF TEST POLYGON
Alexander E. Wojnarowski
Saint-Petersburg State University, 13B, Universitetskaya Emb., Saint-Petersburg, 199034, Russia, Ph. D., Associate Professor, phone: (812)992-26-85, e-mail: aw@photogrammetria.ru
Sergei G. Tikhonov
Emperor Alexander I Saint-Petersburg State Transport University, 9, Moskovsky Prospect, Saint Petersburg, 190031, Russia, Senior Lecturer, phone: (911)231-28-59, e-mail: tikhonov@photogrammetria.ru

The article deals with the implementation of the calibration technology of the ground laser scanner on the scans of the test site with the use of power polynomials. Laser scanner, like any other measuring device, needs periodic maintenance and verification, besides during the operation of the
scanner, its measurement accuracy gradually deteriorates and, ultimately, ceases to meet the manufacturer's specifications.
Thus, the problem of calibration of the ground-based laser scanner is relevant and its solution will allow to restore the required measurement accuracy.
The aim of this work was to develop and implement a universal mathematical apparatus for calibration of ground-based laser scanner, which, taking into account the design and principle of measurement of various scanners could restore the accuracy of measurements to the values stated
by the manufacturer.

The method of solving the calibration problem is proposed to obtain a mathematical model describing the errors of discrepancy between the coordinates of the marks of the spatial polygon (the coordinates of the marks of which are known with obviously higher accuracy than they can be determined by scanning results) and the marks measured by scans.

In the article great attention is paid to practical implementation of technological schemes of calibration software products ScanIMAGER and ScanCalibr. The article gives the test result of verification method of a particular ground laser scanner, the operation result of which stopped satisfying the measurement accuracy requirements specified by the producer. The article is intended for engineering and technical workers, applying ground-based 3D laser scanning technology for solving production tasks.

Key words: 3D laser scanning, scanner calibration, spatial polygon, field distortion, ScanIMAGER, ScanCalibr.

REFERENCES
1. Seredovich, V. A., Komissarov, A. V., Komissarov, D. V., & Shirokova, T. A. (2009). Nazemnoe lazernoe skanirovanie [Ground laser scaning]. Novosibirsk: SGGA Publ., 361 p. [in Russian].
2. Bol'shakov, V. D., Deymlikh, F., Golubev, A. N., & Vasil'ev, V. P. (1985). Radiogeodezicheskie i elektroopticheskie izmereniya [Radio-geodesic and electro-optical measurements]. Moscow: Nedra Publ., 303 p. [in Russian].
3. Nevolin, A. G., & Medvedskaya, T. M. (2014). Terrestrial laser scaning results processing taking into account echo signal. Vestnik SGGA [Vestnik SSGA], 1(25), 47–53 [in Russian].
4. Chernyavtsev, A. A., & Pigin, A. P. On operational verification of the accuracy of scanning systems. Official website of the company Credo Dialogue. Retrieved from http://www.credodialogue.com [in Russian].
5. Shirokova, T. A, Komissarov, A. V., & Komissarov, D. V. (2005). Development of a design scheme of test objects and methods for the study of the accuracy of ground-based laser scanners. In Sbornik materialov GEO-Sibir'-2005: T. 5, ch. ? [Proceedings of GEO-Siberia-2005: Vol.5, Part 2 (pp. 197–201). Novosibirsk: SSGA Publ. [in Russian].
6. Komissarov, A. V., & Korkin, V. S. (2017). Method of verification of terrestrial laser scanners. Vestnik SGUGiT [Vestnik SSUGT], 22(1), 110–118 [in Russian].
7. LeicaScanStation 2. (2002). User Manual. Heerbrugg: Leica Geosystems AG.
8. Leica ScanStation P40/P30. (2015). User Manual. Heerbrugg: Leica Geosystems AG.
9. Z+F LaserControl. Official website of the company Zoller + Fröhlich GmbH. Retrieved from http://www.zf-laser.com
10. FARO Scene. User Manual. Official website of the company FARO GmbH. Retrieved from https://knowledge.faro.com
11. Spiridonov, A. I., Kulagin, Yu. N., & Kuz'min, M. V. (1981). Poverka geodezicheskikh priborov [Verification of geodetic instruments] (p. 159). Moscow: Nedra Publ. [in Russian].
12. Savveidis, P. (2004). Calibrating geodetic instruments. Standard for calibration and testing. "Magazine for surveying, mapping & GIS professional" Geoinformatics, 7, 18–21.
13. Nikonov, A. V. (2015). Study of reflectionless total stations distance measurement accuracy. Vestnik SGUGiT [Vestnik SSUGT], 1(29), 43–53 [in Russian].
14. Nikonov, A. V., Chesheva, I. N., & Lifashina, G. V. (2015). Determination of total station stadia constant. Vestnik SGUGiT [Vestnik SSUGT], 1(29), 54–61 [in Russian].
15. Nazarov, I. A. (2011). A study of the influence of the angle of incidence of the laser beam and the surface reflection properties on the measurement accuracy distance reflectorless electronic total station. Internet-vestnik VolgGASU [Internet-vestnik VolgGASU], 2(16). Retrieved from http://vestnik.vgasu.ru/?source=4&articleno=548.

Received 31.03.2019

© A. E. Wojnarowski, S. G. Tikhonov, 2019

Александр Евгеньевич Войнаровский
Санкт-Петербургский государственный университет, 199034, Россия, г. Санкт-Петербург,
Университетская набережная, 7–9, кандидат технических наук, доцент, тел. (812)992-26-85,
e-mail: aw@photogrammetria.ru

Сергей Геннадьевич Тихонов
Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I,
190031, Россия, г. Санкт-Петербург, Московский пр., 9, ст. преподаватель, тел. (911)231-28-59,
e-mail: tikhonov@photogrammetria.ru

--- ]]> ana-sm Mon, 07 Feb 2022 14:59:57 +0300 Способы калибровки наземных лазерных сканеров https://fotogrammetria.ru/28-sposoby-kalibrovki-nazemnyh-lazernyh-skanerov.html https://fotogrammetria.ru/28-sposoby-kalibrovki-nazemnyh-lazernyh-skanerov.html испытательный полигон для калибровки наземных лазерных сканеров

испытательный полигон для калибровки наземных лазерных сканеров

Процесс калибровки наземных лазерных сканеров фирмами изготовителями производится не только сразу после их производства, но и в дальнейшем - после поставки прибора заказчику, и в этом случае калибровка системы производится на основе калибровочного полигона. Кроме того, производители предлагают калибровку приобретённого лазерного сканера также в качестве отдельной услуги. Процесс заводской калибровки считается важным вопросом для большинства производителей, и поэтому объем раскрываемой информации по этой теме значительно отличается у разных фирм-изготовителей.]]>

Способы калибровки наземных лазерных сканеров

Процесс калибровки наземных лазерных сканеров фирмами изготовителями.

Лазерные сканеры калибруются производителями непосредственно после производства. После поставки лазерного сканера заказчику может быть произведена калибровка системы на основе калибровочного полигона. Кроме того, производители предлагают калибровку также в качестве услуги. Процесс заводской калибровки считается важным вопросом для большинства производителей, и поэтому объем раскрываемой информации значительно отличается, в зависимости от конкретного изготовителя.

Так, например, перед калибровкой каждый сканер Leica серии P или C доводится до так называемого нейтрального состояния сборки, подвергая его воздействию диапазон температур в течение нескольких дней в специальных камерах [11]. Кроме того, в течение этого периода каждый сканер работает в пределах рабочего диапазона. Этот шаг предназначен для снятия напряжений, накопленных во время сборки инструмента. Поскольку компоненты сканера изготовлены из различных материалов с различными коэффициентами теплового расширения, температурные колебания приводят к небольшим изменениям абсолютного и относительного положения компонентов, направляющих лазерный луч. Таким образом, угловая калибровка выполняется по всему диапазону условий окружающей среды в соответствии со спецификациями сканера. Это достигается путем установки сканера в специальной камере с окнами в определенных местах. Leica использует пары коллимированных телескопов, направленных друг на друга и размещенных вне камеры, чтобы обнаружить лазерный луч. Эти телескопы могут наблюдать друг за другом, когда сканер не помещен между ними так, чтобы относительная ориентация осей этих телескопов была известна с высокой точностью.

Для калибровки лазерный сканер помещается на коллимированную ось телескопической пары. Зная номинальное относительное положение коллимированных телескопов и лазерного сканера, фактическое угловое положение лазерного луча, направленного в один из телескопов, могут быть получены путем обработки изображений с помощью датчика, размещенного в фокальной плоскости телескопов. Измерение углового положения лазерного луча в двух гранях сканера по крайней мере для четырех направлений позволяет оценить угловые калибровочные параметры в модифицированном пучке регулировки. Параметры включают: смещение по азимуту, смещение по высоте, смещение зеркала и смещение лазера. Эти параметры и их зависимость от температуры хранятся в памяти прибора. Чтобы применить поправки, фактическая температура прибора измеряется во время сканирования в различных местах по всей внутренней части прибора. Действительность параметров ограничена во времени, и калибровку необходимо повторять через определенные производителем промежутки времени.

Коррекция наклона неразрывно связана с угловыми измерениями. Поэтому калибровка соответствующих датчиков также актуальна. Опять же, её необходимо проводить в экологической камере, чтобы смоделировать зависимость от условий окружающей среды. Камера включает в себя наклонный стол и эталонный датчик наклона для этой цели. Кроме того, для этого используется отдельный калибровочный стенд, а сама калибровка происходит при комнатной температуре. На этом стенде лазерный луч сканера направлен на эталонный блок, оснащенный камерой, способной воспринимать лазерный луч. Наклонный стол, на котором установлен сканер, может выполнять различные движения. Связывая выходной сигнал датчика наклона сканера с выходным сигналом опорного датчика, можно получить параметры регулировки наклона, такие как смещение и масштаб [11].

Калибровка блока измерения расстояния направлена на определение аддитивной постоянной и масштабного коэффициента. Как правило, эти поправки определяются из измерения, охватывающие всю область измеримых расстояний. Однако такие классические процедуры вряд ли можно автоматизировать. Поэтому Leica использует другой калибровочный процесс. Как и в случае угловой калибровки, пары устройств расположены вокруг сканера таким образом, что устройства направлены друг на друга, а сканер расположен посередине. Устройства, используемые для калибровки единицы измерения расстояния, представляют собой оптоволоконные сети. Они позволяют реализовать оптические пути различной длины, требуя при этом очень небольшое пространство. Во избежание температурного воздействия на оптические волокна их размещают вне камеры окружающей среды. Для калибровки сканером выполняются измерения расстояния в двух гранях от обеих волоконных сетей. На основе этих измерений, выполненных при различных температурах, определяются зависящие от температуры калибровочные параметры и сохраняются в сканере для последующей коррекции исходных измерений.

Некоторые компоненты лазерных сканеров Z+F калибруются индивидуально, другие определяются интегрально с помощью сканирования в пределах калибровочного испытательного поля. Температурное поведение блока измерения расстояния исследуется с помощью специальной камеры. Если внутреннее опорное измерение расстояния не выполняется в сканере, то измеренные расстояния математически корректируются по обнаруженным сдвигам. Отклонения от линейности и шума определяются по калибровочной базовой линии измерения расстояния относительно интерферометра. Ссылка осуществляется с помощью трех мишеней различной отражательной способности. Обнаруженные отклонения от линейности компенсируются математически. Кроме того, значение интенсивности калибруется таким образом, чтобы получить одно и то же значение интенсивности для объекта независимо от его местоположения в области измерений расстояния.

Перед угловой калибровкой проверяется и обеспечивается механическая устойчивость сканера. Для угловой калибровки используются эталонные мишени, расположенные с высокой точностью. Расхождения между целевыми центрами, извлеченными из лазерного сканирования, и их опорные координаты используются в калибровочной модели для оценки корректирующих параметров блока отклонения. Расчетные параметры соответствуют всем уровням разрешения. Наконец, перед выдачей сертификата калибровки точность 3D-точки оценивается по отношению к целям эталонного поля [12].

Коррекция систематических ошибок в наземном лазерном сканере

Для того чтобы улучшить качество результатов измерений и приблизиться к результатам, полученным с помощью механических сенсоров при контакте, необходимо оценить погрешности, связанные с процессом измерения и исправить систематические ошибки [1]. Погрешности, связанные со сканером, могут быть либо внутренними, либо внешними. Внутренние погрешности определяются и корректируются на этапе калибровки сканера (процедура, первоначально выполняемая изготовителем). В течение нескольких лет различные исследователи интересовались определением предела оптических активных датчиков [2]. Некоторые показали, что погрешности и ошибки положения центра тяжести пятна зависит от угла раскрытия лазерного луча. Это означает, что пространственное разрешение не может быть уменьшено без увеличения шума измерения. Дифракционные пределы накладывают ограничение на разрешающую способность вдоль осей X и Y, перпендикулярных лазерному лучу, но интерференционные эффекты ограничивают разрешающую способность датчика положения вдоль оси диапазона (Z) [3]. Некоторые авторы указывают, что это так называемые «эффекты пятна» ограничивают чувствительность положения примерно до 2-5 мм. Таким образом, уменьшение погрешностей, связанных с сканером, физически ограничено. Внешние погрешности состоят, по существу, из позиционирования и ориентации датчика относительно сканируемой поверхности и, с другой стороны, других ошибок (связанных с перемещениями контрольно-измерительной машины (КИМ), природой материала сканируемой детали, шероховатостью поверхности или обработкой данных компьютером). Погрешности, связанные с системой позиционирования, определяются во время периодической калибровки КИМ. В контексте данного способа калибровки с помощью контактной пробы, лазерным сканером получают сканы, как с использованием КИМ, так и без учета этих погрешностей контрольно-измерительной машины. Ошибки, связанные с обработкой данных, а также с природой или состоянием сканируемого материала, в данной работе не рассматриваются. Данный способ калибровки НЛС сосредоточен на влиянии относительного положения (d) и углов падения (α, β) сенсора (Рис. 1) на точность измерений:

- d представляет собой расстояние вдоль средней оси лазерной плоскости, которое отделяет датчик от поверхности детали.;
- α - угол падения (в плоскости сканирования) между осью лазерной плоскости и нормальной осью измеряемой поверхности;
- β - угол ортогонального падения (в плоскости, ортогональной плоскости сканирования) между осью лазерной плоскости и нормальной осью измеряемой поверхности.

Способ калибровки НЛС вариации позиционирования и ориентации лазерного сканера

Рис. 1 Параметры позиционирования и ориентации сканера [4].

Вариации этих трех параметров оказывают большое влияние на погрешности измерений. Учет и исправление этих вызванных погрешностей можно рассматривать двумя способами: либо путем разработки теоретической модели, позволяющей учитывать их на этапе калибровки, либо путем разработки экспериментальной модели коррекции систематических погрешностей после измерения. Фаза калибровки, как правило, реализованная, позволяет определить необходимые глобальные геометрические параметры для расчета лазерной триангуляции. Обычно используемая модель является линейной и основана на модели камеры, которая состоит из одиннадцати неизвестных параметров, которые должны быть идентифицированы [4,5]. Эта модель является ограничительной и не учитывает ни сборочные дефекты оптики (которые вызывают искажения на ПЗС-датчике), ни дефекты лазерной плоскости (которые обычно представляют собой кривую). Разработка теоретической модели, позволяющей справиться с этими недостатками, довольно сложна. Тем труднее определить его параметры путем калибровки. Кроме того, модели параметрической коррекции не учитывают автоматически локальные дефекты. Поэтому для решения этой задачи был выбран подход коррекции после измерения по экспериментальной модели.

Для осуществления проектирования модели была использована экспериментальная установка, включающая влияние угла α [16]. Установка состоит из керамической пластины (калибровочного блока), а также эталонной сферы, также выполненной из керамики (см. рис. 3). Цель состоит в том, чтобы сравнить расстояние Di, измеренное лазерным сканером, с опорным расстоянием D0, измеренное контактным пробой традиционной контрольно-измерительный машиной КИМ. Измеряется расстояние Di между верхней гранью керамической пластины и центром сферы отсчета. Это означает, что всякий раз, когда изучается один из трех параметров, керамическая пластина и эталонная сфера одновременно оцифровываются.

Отсканированные облака точек, соответствующие сфере и керамической пластине, численно разделены. Метод наименьших квадратов применяется для определения связанных с ним теоретических объектов, связанных с верхней плоскостью керамической пластины и с эталонной сферой. Точка считается аберрантной, если ее расстояние до соответствующей плоскости больше, чем в два раза стандартного отклонения всех расстояний. Затем вычисляется расстояние, Di. Отклонение ei, определяемое разностью между эталонным расстоянием D0 и измеренным расстоянием Di. Затем строится корректирующая функция, которая позволяет оценить коррекцию точки, измеренной перпендикулярно измеряемой поверхности, независимо от положения измерения. Эта функция коррекции может быть использована для уменьшения систематических погрешностей измерения механических деталей:

функция коррекции для уменьшения систематических погрешностей измерения механических деталей

где:
- M представляет собой среднее значение всех отклонений e;
- [d], [α] и [β] представляют собой три вектора столбцов [7х1] факторов влияния;
- [E_d], [E_α] и [E_β] представляют собой три линейных вектора [1х7] влияния каждого фактора по сравнению со средним M;
- [I_da], [I_dβ] и [I_αβ] представляют собой три матрицы [7х7] эффекта взаимодействий между каждым фактором по сравнению со средним M.

Результаты разности между лазерным сканером и контактной пробой (средние значения и стандартное отклонение) представлены на рис. 2 (а) и (б) без коррекции и с глобальной и локальной коррекциями. Можно заметить, что применение локальной модели позволяет уменьшить погрешности без увеличения разброса результатов. Стандартное отклонение имеет тот же порядок величины, что и результаты, полученные без коррекции.

Сравнение средних значений и стандартного отклонения разности между контактной пробой и сканирующим измерением

Рис. 2
(а) Сравнение средних значений разности между контактной пробой и сканирующим измерением.
(b) Сравнение стандартного отклонения разности между контактной пробой и сканирующим измерением [4].

Таким образом, в данном способе калибровки НЛС представлена экспериментальная оценка параметров, влияющих на измерения при лазерном сканировании. Исследовано влияние трех геометрических параметров позиционирования сканера относительно измеряемой детали: расстояния d, угла падения α и проекционного угла β. На основе экспериментальной оценки влияния этих трех параметров была создана модель глобальной коррекции точки измерения. Эта процедура коррекции была протестирована на усеченной пирамиде и на эталонной сфере. Поправка, примененная к измерению более или менее зависит от условий измерения. Для каждого измерения результат после коррекции всегда ближе к эталонному значению. Однако стандартное отклонение всё же было больше при применении модели коррекции. Это увеличивает погрешность, очевидно, нежелательную в метрологическом использовании. Это явление связано с изменением интенсивности света вдоль сканируемой линии. В этом смысле для улучшения метода необходимо внести дополнительную поправку в зависимости от положения измеряемой точки в поле зрения. Поправка, полученная после применения локальной модели в зависимости от параметра расстояния d, улучшает результаты. Эта модель может быть расширена до горизонтальных и вертикальных углов.

Настройка функциональной модели калибровки наземного лазерного сканера

Чтобы смягчить последствия несовершенства сканера, погрешности должны быть параметризованы, а их влияние на координаты, выводимые сканером, должно быть смоделировано детерминистически. Из-за полярного принципа измерения прибора эту модель выгодно формулировать в полярных координатах (r), а не декартовых. Одна из таких моделей:

δr_i^j = a₀ + a₁r_i^j + a₂sinθ_i^j + a₃sin (4πr_i^j)/U₁ + a₄cos (4πr_i^j)/U₁ + a₅sin (4πr_i^j)/U₂ + a₆cos (4πr_i^j)/U₁ + a₇sin4φ_i^j + a₉cos4φ_i^j, (1)

δφ_i^j = b₁ secθ_i^j + b₂tanθ_i^j+b₃sin2φ_i^j + b₄cos2φ_i^j + b₅ φ_i^j+b₆cos3θ_i^j + b₇sin4θ_i^j, (2)

δθ_i^j = c₀ + c₁θ_i^j + c₂sin2θ_i^j + c₃sin3φ_i^j + c₄cos3φ_i^j, (3)

где r_i^j:=[ r_i^j,φ_i^j θ_i^j] i-я точка в пределах j-го сканирования, r_i^j – расстояние, φ_i^j – угол вокруг вторичной оси вращения (то есть горизонтальный угол, если эта ось вертикальна), а θ_i^j – угол вокруг первичной оси вращения (то есть вертикальный угол в приведенном выше случае). Величины a₀, a₁, ..., c₄ являются параметрами этой модели и их относят к дополнительным параметрам (ДП). Наконец, U₁ и U₂ – это самые короткие длины волн модуляции в случае фазового принципа измерения.

Некоторые из членов в этих уравнениях следуют непосредственно из прямого моделирования физических и геометрических свойств прибора, предполагающего аналогию с тахеометром, другие эмпирически были найдены для представления систематических отклонений, идентифицированных с помощью специальных приборов. В зависимости от используемого сканера некоторые термины могут быть опущены сразу (например, циклические отклонения расстояния).

Уравнения (1) – (3) являются достаточно общими для широкого круга практических случаев и поэтому успешно используются. Цель калибровки сканера состоит в том, чтобы оценить соответствующие значения дополнительных параметров (ДП) таким образом, чтобы систематические отклонения полярных элементов r_i^j, производимые сканером, впоследствии могли быть смягчены (уравнение (4)):

уравнение значения дополнительных параметров

где второй вектор справа является результатом вычисления оценки (1) – (3) r_i^j с оценочными значениями требуемых ДП. В этом контексте очень выгодно, чтобы приведенная выше модель была линейной в ДП, так как наблюдаемые полярные элементы находятся в правой части уравнений (1) – (3) и могут быть введены в качестве фиксированных параметров в регулировку без существенного изменения скорректированных значений. Это означает, что данная модель может быть использована поверх модели, реализованной производителем и уже применённой к необработанным измерениям сканера, прежде чем сделать их доступными, как r_i^j. Во-вторых, это также означает, что наблюдаемость ДП (то есть точность, с которой они могут быть оценены) и их разделимость (то есть степень корреляции) не зависят от значения ДП и поэтому могут быть предсказаны до проведения калибровки.

Для того чтобы калибровка была полезной, скорректированные полярные элементы по состоянию на уравнение (4) должны быть более точными, чем нескорректированные полярные элементы, и смещение, вносимое в корректируемые элементы отклонениями расчетных ДП от их истинных значений, должно быть пренебрежимо малым по сравнению со стандартным отклонением полярных элементов. Это особенно важно в связи с мониторингом деформаций с использованием НЛС и ввиду потенциальной пространственной фильтрации облаков точек, которая уменьшает случайный шум, но может привести к тому, что явные смещения станут доминирующим источником ошибок. Для практических целей используется верхний предел среднеквадратического отклонения оценок ДП и верхний предел корреляции между различными параметрами подходит для оценки целесообразности ДП.

Существует несколько возможностей для проведения калибровки, в частности калибровка компонентов и калибровка системы. Первый состоит из отдельной калибровки компонентов прибора, используя специальное оборудование и процедуры, а затем составляя индивидуальные результаты. Калибровка системы НЛС означает интегральную оценку параметров по данным облака точек.
Его потенциальные преимущества включают: (I) что точное знание компонентов и их взаимодействие не требуется, (II) что она не требует специального оборудования или услуг, и (III) что она может осуществляться даже как само-калибровка и, следовательно, на рабочем месте, уступает точным и актуальным параметрам калибровки [9].

Калибровка системы НЛС может быть выполнена с использованием сигнализированных точек или геометрических объектов (например, линейность или плоскостность). Точечный подход требует, чтобы отдельные объектные точки (ОТ) идентифицировались в облаках точек. Если установленное точечное поле (многократно) используется для этой цели, ОТ может быть реализована с использованием марок, которые могут быть легко и точно расположены в облаке точек – в идеале с точностью, лучшей, чем плотность точек. Если проводится само-калибровка, то ОТ могут быть специальными марками, но они также могут быть характерными естественными точками (точечными признаками), которые могут быть обнаружены и идентифицированы при нескольких сканированиях; в этом случае ОТ будут квазислучайным образом распределены в результате характеристик сканируемой сцены. Предварительное планирование калибровки в этом случае вряд ли осуществимо. Использование геометрических объектов в отсканированной сцене вместо ОТ – это еще один вариант. Авторы провели обширное численное моделирование для случая калибровки системы на основе точечного поля со специально установленными марками в помещении, чтобы получить требования к конфигурации, помогающие планировать или оценивать, как калибровочное точечное поле, так и процесс калибровки (количество сканирований, расположение сканеров и ориентация). Они обнаружили, что даже в идеальном случае точечного поля с известными координатами объектных точек (ОТ) (например, ранее измеренными с точностью до суб-мм с помощью триангуляции) с известным местоположение сканера (например, установка на стойку) и известными углами ориентации сканера, требуется очень большое количество измерений объектных точек (порядка 37 или выше) для оценки ДП с достаточной точностью и разделяемостью, так что их смещение пренебрежимо мало по сравнению со стандартным отклонением измерений. В качестве примера на рис. 3 показана конфигурация, позволяющая оценить конкретное подмножество из 4 точек доступа (a0, b1, b2, c0) с однократным сканированием минимального количества ОТ (86 в данном случае, 26 на потолке, 2,5 м над сканером под углом возвышения 80° и 60 на полу под углом возвышения -70°). Если местоположение и ориентация сканера неизвестны, поиск конфигураций, которые дают достаточно декоррелированные ДП, особенно труден и вряд ли достижим без использования данных от датчика наклона внутри сканера в качестве прямых наблюдений наклона сканера. Численный анализ показывает, что в таких случаях может потребоваться несколько сканирований и гораздо больше 100 операций. С квазислучайным распределением ДП и неизвестным местоположением сканера, как результатом само-калибровки, мы обнаружили, что, скорее всего, вообще невозможно оценить разумные подмножества ДП с достаточной точностью и разделяемостью. Кроме того, некоторые параметры, например, масштабный коэффициент расстояния, не могут быть с пользой оценены из внутреннего точечного поля. Таким образом, наряду с анализом необходимо тщательно спланировать и создать специальное точечное поле для калибровки сканера наблюдаемости и разделимости параметров, так что калибровка на основе точечного поля может быть использована для проверки временной стабильности сканера по отношению к некоторым инструментальным несовершенствам, в то время как другие должны будут контролироваться и калиброваться на уровне компонентов. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы дать конкретные рекомендации для такого мультимодального процесса калибровки [9].

Сложность при настройке этой полной калибровочной модели заключается, в частности, в том, что производители публикуют свои калибровочные функции и процедуры лишь в редких случаях. Для калибровки наземного лазерного сканера необходимо оценить параметры функциональной калибровочной модели в поле калибровочных точек.

Как правило, процедуры калибровки должны проводиться в условиях точности не менее чем в 3 – 10 раз лучшей, чем те, которые необходимы в данном способе. Может ли эта конвенция быть соблюдена при калибровке наземных лазерных сканеров, остается под вопросом, даже если задачи, упомянутые в этом способе, будут удовлетворительно решены [12].

Рис 3. Минимальная конфигурация известных объектных точек (ОТ) для оценки a₀, b₁, b₂, c₀ из известной установки сканера с использованием одного сканирования в помещении высотой 4 м (сканер в положении [0, 0, 0], синие круги указывают на ОТ, красные линии указывают на соответствующую линию визирования) [11].

Способ системной калибровки панорамных лазерных сканеров с одной станции.

В данном способе представлен подход к системной калибровке панорамного наземного лазерного сканера для обеспечения высокого качества лазерного сканирования. Три основные цели этого способа заключались в следующем: а) чтобы доказать, что большинство калибровочных параметров можно оценить с одной сканирующей станции, б) доказать, что предложенная двусторонняя регулировка может дать аналогичные результаты более сложной само-калибровке, основанной на регулировке лазерного луча, и в) представить адаптацию механически интерпретируемых калибровочных параметров к системе калибровки наземных лазерных сканеров [10].

Измерения проводились в мае 2016 года в большом машинном зале, принадлежащем Боннскому университету. Насколько известно авторам, это самое большое крытое сооружение, когда-либо использовавшееся для этой цели. Размеры зала составляют примерно 71,5 × 25,0 × 8,5 м, и он был использован для того, чтобы повысить чувствительность калибровки. Большинство калибровочных параметров являются угловыми величинами и их влияние на результирующую точечную погрешность возрастает на более высоких диапазонах. Всего по всему измерительному объему было распределено 291 мишень. Целевые местоположения были обусловлены свойствами здания. Как это видно на рисунке 4, стены здания сделаны из листов поликарбоната, поддерживаемых бетонными столбами. Только задняя стена полностью сделана из бетона. Большинство мишеней были размещены на столбах, чтобы обеспечить хорошую устойчивость и хорошие отражающие свойства. Крыша здания опирается на деревянные ребра, что полезно для достижения благоприятных углов падения на более высоких высотах. [14].

Рис 4. Испытательный полигон [14]

Большинство мишеней были бумажными, основанными на официальном шаблоне Leica (Black & White) и отпечатано на плотной бумаге формата А4 (177 г/м2). Они были прикреплены клейкой лентой в заранее определенных местах на здании. Сбор данных осуществлялся в течение 24 ч после сборки опорной сети, гарантируя стабильность цели. Кроме того, 16 мишеней «Tilt & Turn», размещенные на штативах и магнитных держателях, были встроены для улучшения геометрии сети на других закрытых участках в задней части здания. Полученная конфигурация сети визуализируется на рис. 5. Большое горизонтальное рассеивание целей очевидно. Напротив, вертикальное распределение целей было ограничено. Мишени на крыше размещались выборочно из-за нехватки времени. Более того, мишени на полу использовались только в непосредственной близости от сканера, чтобы избежать углов падения более 60 градусов, как это было предложено в предыдущих исследованиях [11]. Это привело к диапазону вертикальных углов от 2 до 140 градусов и от 219 до 358 градусов (разрыв под штативом). Полученная вертикальная дисперсия мишеней обеспечивала достаточную чувствительность для хорошей оценки калибровочных параметров. Кроме того, полученные измерения расстояния варьируются от 2,2 м до 69,1 м. Важно отметить, что не каждая цель была видна с каждой станции [14].

Конфигурация сети – расположение станций лазерного сканера

Рис 5. Конфигурация сети – расположение станций сканера (S1, S2, S3) с ориентацией локальных систем координат сканера и целевым распределением [14].

Обоснованность предложенной гипотезы была проверена в проведенных экспериментах. Новая параметризация, основанная на подлинной геометрии сканера, была адаптирована к подходу само-калибровки. В сканере были обнаружены механические рассогласования, влияющие на результаты измерений, и значения большинства калибровочных параметров были определены с заметной точностью [15].

Из этого исследования можно сделать некоторые выводы:
Большинство параметров могут быть оценены с одной сканирующей станции, без необходимости какой-либо справочной информации. Точнее, таким образом были успешно определены девять из 11 калибровочных параметров. Это означает, что время калибровки может быть значительно сокращено, в данном случае примерно с пяти до двух часов. Для того чтобы оценить все механические параметры с одной сканирующей станции, необходимы измерения. А именно, это относится к оставшимся двум параметрам, которые не чувствительны к двуликим измерениям (x10 и x5z). Предложенная двусторонняя регулировка может дать результаты, сопоставимые с обычными стратегиями само-калибровки. Несмотря на то, что он не является строгим, данный способ доказал, что является быстрым и простым решением для калибровки сканера с одной станции. Реализация новой параметризации систематической погрешности в обычном подходе само-калибровки требует некоторых модификаций. Самым интересным из них является введение калибровочного параметра x1n+2, который успешно устранил смещение от некоторых оценок параметров. Использование одного и того же набора параметров внешней ориентации для двух последовательных сканирований с одной станции сканера (двусторонние измерения) является обязательным условием калибровки сканера только с одной станции, если положение сканера не контролируется должным образом. В дальнейшем авторы планируют повторить эксперимент и использовать отдельный контроль для проверки стабильности оцениваемых параметров, что является основной мотивацией использования механических параметров.

Способ само-калибровки наземных лазерных сканеров на основе выбора наилучших геометрических параметров.

В заключительном способе представлена стратегия геометрической калибровки, используемая для повышения производительности гибридных и панорамных наземных лазерных сканеров на основе статистического анализа с помощью безразмерного индекса качества. Представленный подход использует опорную сеть точечных целей.

Опорная сеть точечных целей для геометрической калибровки лазерного сканера

Рис 6. Опорная сеть: а) вид пола и стен, проецируемых с каждой стороны; б) вид потолка [17].

Разработка конкретной стратегии сбора данных – это необходимость максимизации наблюдаемости и восстановления дополнительных параметров. В данном способе предлагается ввести как минимум четыре станции сканирования (рис. 7); высота каждой станции сканера также должна варьироваться, и слегка наклоненное сканирование повышает точность ошибки оси коллимации по сети, включающей все номинально-уровневые сканирования для наземных лазерных сканеров [16]. Стратегия сбора данных преследует две цели: во-первых, обеспечить достаточную избыточность для корректировки; во-вторых, смягчить наличие неявных линейных корреляций между некоторыми параметрами ориентации, которые в противном случае могли бы помешать сходимость корректировки.

Конструкция опорной сети также важна, вводя корреляции в корректировку в случаях слабой геометрии. Размер калибровочной комнаты также имеет значение, играя ключевую роль для определения смещения диапазона (a0), и на самом деле требуется широкий диапазон наблюдаемых расстояний [17].

Рис 7. Станции лазерного сканера и ориентации нулевых линий внутри калибровочной комнаты: а) Leica HDS3000; б) FARO LS 880 [17].

Подход геометрической калибровки начинался с регистрации облака точек четырех сканирующих станций, достигая среднеквадратичного значения остатки на контрольных точках равны 0,002 м. Затем были исключены наблюдения с резко-отличающимися параметрами и проведено статистическое тестирование для выбора значимых дополнительных параметров с использованием стратегии. Как только резко-отличающиеся значения были обнаружены и удалены, выполняется первоначальная корректировка с полным набором параметров. В дальнейшем производится постепенное исключение дополнительных параметров. В частности, удаляются несущественные параметры, начиная с более низких значимых вероятностей, от 70%, до 99,9% [19].

Геометрическая само-калибровка может быть предпринята для обеспечения безошибочных систематических измерений. Это требует глубоких математических и статистических знаний и баланса между попытками минимизировать корреляции между параметрами и максимизировать надежность на основе статистических оценок качества. Для достижения наилучшей параметризации необходима комплексная стратегия само-калибровки. В данном способе представлены результаты калибровки двух лазерных сканеров, одного импульсного Leica HDS 3000 и фазового FARO LS 880. Улучшение точности контрольных точек первых составило в среднем почти 60% (59,3%), в то время как у второго устройства погрешности усреднялись лишь до 27% [19]. Более высокие коэффициенты улучшения были достигнуты как по среднеквадратичным ошибкам регистрации, так и по наблюдаемым с соответствующим набором дополнительных параметров. Безразмерное представленные оценки показателей качества для определения наилучшего набора дополнительных параметров настоятельно рекомендуются для успешной калибровки наземных лазерных сканеров: следует учитывать не только улучшение наблюдаемых параметров, но и улучшение параметров внешней ориентации и наземных контрольных точек. Не следует пренебрегать геометрической калибровкой наземных лазерных сканеров для улучшения выходных наборов данных, упрощая последующую обработку данных, такую как фильтрация и сглаживание. Стабильность дополнительных параметров во времени и при различных сценариях, внутренние и наружные, короткие и длинные дистанции будут дополнительно оценены в будущем. Тем не менее, большие, чем обычно, косвенные ошибки регистрации являются простыми доказательствами, которые должны встревожить пользователей об ухудшении производительности системы лазерного сканирования. Поэтому не следует недооценивать стратегию геометрической само-калибровки [20].

Список литературы

Статьи в журналах:
1. Linares JM, Bourdet P, Sprauel JM. Quality measurement on CMM integrated design and manufacturing in mechanical engineering, IDMME’2000. Kluwer Academic Publishers; 2002. 219-226.
2. Dorsch RH, Hausler G, Herrmann JM. Laser, triangulation: fundamental uncertainty in distance measurement. Applied Optics 1994:33 (7/1):1306–14.
3. Beraldin JA, Gaiani M. Evaluating the performance of close range 3D active vision systems for industrial design applications, Electronic Imaging 2005. Videometrics IX. San Jose (California, USA): NRC 47405; 2005. P. 16–20.
4. Horaud R. Vision par ordinateur. Editions Hermes, France: 1995. p. 140–54.
5. Bolles RC, Kremers JH, Cain RA. A simple sensor to gather three dimensional data. Technical Report 249, SRI International; July 1981.
6. Dantan JY, Rey R, Bourdet P. Calibrating the geometric position of a plane laser beam visio-sensor in a measuring system, In: Proceedings of the Mecatronic’s 96, Besanc-on, France; 1996. p. 233–238.
7. Cornille N, Garcia D, Sutton, S M A, Mc Neill R, Orteu JJ. Calibrage d’imageurs avec prise en compte des distorsions. Photome´canique 2004:104–25.
8. Lichti, D.; Licht, M. (2006): Experiences with terrestrial laser scanner modelling and accuracy assessment. In: Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spat. Inf. Sci., 36(2006), 155 – 160.
9. Lichti, D. (2007): Error modelling, calibration and analysis of an AM-CW terrestrial laser scanner. In: ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 61(2007), 307 – 324.
10. Lichti, D.; Chow, J.; Lahamya, H. (2011): Parameter de-correlation and model identification in hybrid-style terrestrial laser scanner self-calibration. In: ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 66(2011), 317 – 326.
11. Walsh, G. (2016): Leica ScanStation P-Series – Details that matter. White Paper. http://leica-geosystems.com/-/media/files/products/white%20papers/leica_scanstation_p-series_details_that_matter_wp_en.ashx?la=en.
12. Tuexsen, H.-H. (2016): Werkskalibrierung und Überprüfung des Leica Scanners im Feld. In: VDVmagazin, (2016), 28 – 31.
13. Chow, J.; Ebeling, A.; Teskey, W. Low cost artificial planar target measurement techniques for terrestrial laser scanning. In Proceedings of the FIG Congress 2010: Facing the Challenges—Building the Capacity, Sydney, Australia, 11–16 April 2010.
14. García-San-Miguel, D.; Lerma, J.L. Geometric calibration of a terrestrial laser scanner with local additional parameters: An automatic strategy. ISPRS J. Photogramm. Remote Sens. 2013, 79, 122–136.
15. Gielsdorf, F.; Rietdorf, A.; Gründig, L. A Concept for the Calibration of Terrestrial Laser Scanners. In Proceedings of the FIG WorkingWeek, Athens, Greece, 22–27 May 2004.
16. Lerma, J.L.; García-San-Miguel, D. Self-calibration of terrestrial laser scanners: Selection of the best geometric additional parameters. ISPRS Ann. Photogramm. Remote Sens. Spat. Inf. Sci. 2014, 2, 219–226.
17. Glennie, C., Lichti, D.D., 2010. Static Calibration and Analysis of the Velodyne HDL-64E S2 for High Accuracy Mobile Scanning. Remote Sensing, 2(6):1610-1624.
18. Calibration of a Riegl LMS-Z429i based on a multi-station adjustment and a geometric model with additional parameters. International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. 38, Part 3/W8, pp.177-182.
19. Reshetyuk, Y., 2009. Self-calibration and direct georeferencing in terrestrial laser scanning. Ph.D. dissertation, Royal Institute of Technology (KTH), Stockholm, Sweden, 162 p.
20. Lichti, D.D., Brüstle S., Franke, J., 2007. Self-calibration and analysis of the surphaser 25HS 3D scanner. In: Proceedings of FIG Working Week, Hong Kong SAR, China, 13-17.

Ринат Гумеров,
студент 2-го курса магистратуры кафедры картографии и геоинформатики СПбГУ

--- ]]> ana-sm Fri, 04 Feb 2022 16:46:12 +0300 МОНИТОРИНГ геометрии рам затворов судопропускного сооружения С 1 КЗС Санкт Петербурга https://fotogrammetria.ru/34-monitoring-geometrii-ram-zatvorov-sudopropusknogo-sooruzhenija-s-1-kzs-sankt-peterburga.html https://fotogrammetria.ru/34-monitoring-geometrii-ram-zatvorov-sudopropusknogo-sooruzhenija-s-1-kzs-sankt-peterburga.html
Цели доклада:
1. Рассказать об устройстве системы мониторинга геометрии рам сегментных затворов судопропускного сооружения С-1 КЗС Санкт-Петербурга, которая была создана в 2016 году, и работает на основе методов фотограмметрии.
2. Представить важнейшие результаты мониторинга, выполненного в 2016-2017 гг.
3. Продемонстрировать возможности методов фотограмметрии для наблюдений за быстро протекающими процессами и деформациями.]]>

МОНИТОРИНГ геометрии рам затворов судопропускного сооружения С 1 КЗС Санкт Петербурга

Выступление генерального директора ООО «НПП «Фотограмметрия» ВОЙНАРОВСКОГО Александра Евгеньевича на X Научно-практической конференции "Обследование зданий и сооружений: Проблемы и пути их решения" (11-12 октября 2018 год) с докладом "Мониторинг геометрии рам затворов судопропускного сооружения методами фотограмметрии".

Цели доклада:

1. Рассказать об устройстве системы мониторинга геометрии рам сегментных затворов судопропускного сооружения С-1 КЗС Санкт-Петербурга, которая была создана в 2016 году, и работает на основе методов фотограмметрии.

2. Представить важнейшие результаты мониторинга, выполненного в 2016-2017 гг.

3. Продемонстрировать возможности методов фотограмметрии для наблюдений за быстро протекающими процессами и деформациями.

В течении 2х лет было выполнено 4 цикла наблюдений:

- 19 сентября 2016 года

Ввод в эксплуатацию фотограмметрической системы мониторинга. Тестовые наблюдения деформаций рамы южного батопорта в процессе маневров в доковой камере.

- 12 октября 2016 года

Наблюдения за деформациями рамы южного батопорта, возникающих в результате динамических нагрузок в процессе маневров в доковой камере.

- 7-8 февраля 2017 года

Суточные наблюдения за деформациями рам северного и южного батопорта, возникающими в следствие изменения температуры воздуха и инсоляции.

- 26-27 июля 2017 года

Суточные наблюдения за деформациями рам северного и южного батопорта, возникающими в следствие изменения температуры воздуха и инсоляции.

Собрали достаточно полный материал по поведению рамы батопорта в доковой камере в процессе маневров.

Выводы

По системе: Основные особенности и достоинства разработанной системы мониторинга.

1. Высокоточная точность определения деформаций (не хуже 0,3 мм в пределах каждого луча рамы).

2. Возможность синхронных наблюдений по 400 маркам на двух сегментных затворах.

3. Возможность работы во время динамических нагрузок и перемещений.

4. Полная автоматизация процессов наблюдений, отсутствие "человеческого фактора".

Работы по мониторингу на объекте: Основные результаты наблюдений 2016-2017 гг.

1. Определены величины деформаций, которые происходят с рамой батопорта в следствие динамических нагрузок во время маневров в доковой камере.

2. Выявлено, что максимальными являются вертикальные деформации рамы во время всплытия-погружения, которое осуществляется посредством изменения уровня воды в балластных цистернах (изменение прогиба до 33 мм).

3. Выявлены четкие зависимости изменения геометрии рам батопортов вследствие изменения температуры воздуха и инсоляции.

4. Выявлена закономерность увеличения вертикального прогиба рам при уменьшении температуры (до 20 мм в течение суток (dt=17C) и до 55 мм в течение года (dt=36C)).

Наша компания успешно совмещает научно-технические исследования и разработки с производством. Благодаря этому, по основным направлениям деятельности, предприятие занимает лидирующие позиции по уровню технологий и способно решать самые сложные, в техническом отношении, задачи.

Обращайтесь! Звоните по тел. ☎ +7 (812) 992-26-85
Пишите! ✉ info@photogrammetria.ru
Узнавайте подробности 🌐 photogrammetria.ru

]]> ana-sm Fri, 12 Jan 2018 07:36:00 +0300 Съемки для фильма "Салют-7" https://fotogrammetria.ru/24-semki-dlya-filma-salyut-7.html https://fotogrammetria.ru/24-semki-dlya-filma-salyut-7.html Современный кинематограф — это не только актёрская игра и режиссёрская мысль, но и тонкая работа за кадром, где каждая деталь должна быть точной, достоверной и визуально убедительной. Фильм «Салют-7», основанный на реальных событиях героического спасения советской орбитальной станции, стал ярким примером того, как передовые технологии инженерной фотограмметрии и лазерного сканирования помогают воссоздать историю с невероятной степенью реализма.

Наша компания, «Архитектурная Фотограмметрия» (бывшее НПП «Фотограмметрия»), сыграла ключевую роль в создании цифровых трёхмерных моделей интерьеров станции, переходного отсека, спускаемого модуля и десятков предметов съёмочного инвентаря. Благодаря нашему опыту и собственным разработкам, такие сцены, как движение в невесомости или ремонт оборудования в замёрзшем отсеке, стали возможны не только физически, но и виртуально — с высокой точностью и фотореализмом.]]>

Съемки для фильма "Салют-7"

Современный кинематограф — это не только актёрская игра и режиссёрская мысль, но и тонкая работа за кадром, где каждая деталь должна быть точной, достоверной и визуально убедительной. Фильм «Салют-7», основанный на реальных событиях героического спасения советской орбитальной станции, стал ярким примером того, как передовые технологии инженерной фотограмметрии и лазерного сканирования помогают воссоздать историю с невероятной степенью реализма.

Наша компания, «Архитектурная Фотограмметрия» (бывшее НПП «Фотограмметрия»), сыграла ключевую роль в создании цифровых трёхмерных моделей интерьеров станции, переходного отсека, спускаемого модуля и десятков предметов съёмочного инвентаря. Благодаря нашему опыту и собственным разработкам, такие сцены, как движение в невесомости или ремонт оборудования в замёрзшем отсеке, стали возможны не только физически, но и виртуально — с высокой точностью и фотореализмом.

Заказчик: ООО "ЛемонФилмзСтудио"
Сроки проведения обмерных работ на объекте: 2016 год
Работы, проводимые на объекте: cканирование и трехмерное моделирование космической станции, космического аппарата и реквизита космонавтов для съемок фильма под рабочим названием «Салют-7».

Съемки для фильма "Салют-7"

Основная часть: технологии в действии
Для создания эффектов невесомости и виртуальных фонов требовались точные 3D-модели реальных декораций и предметов. Мы применили комплексный подход, используя три основных метода:

🔹 Лазерное сканирование — для крупногабаритных объектов
Мы провели сканирование макета станции «Салют-7» в трёх состояниях:

✔ замороженная (с наледью при −40 °C),
✔ оттаявшая (с каплями воды),
✔ в процессе ремонта (открытые панели, сухие поверхности).

Сканирование выполнялось с нескольких станций, чтобы исключить «мёртвые зоны». Обработка данных — в нашем программном обеспечении ScanIMAGER, где облака точек объединялись в единую систему координат, фильтровались и подготавливались к моделированию.

🔹 Ручное 3D-сканирование — для мелких предметов
Более 30 элементов — от чайной ложки до деталей скафандра — были отсканированы с помощью портативного сканера Artec Spider. Метод позволил достичь детализации до сотых долей миллиметра, а последующая обработка в Artec Studio обеспечила идеальную геометрию полигональных сеток.

🔹 Фотограмметрия — для текстурирования и сложных поверхностей
Чтобы добавить моделям фотореалистичные текстуры, мы использовали стереофотограмметрический метод. Фотографии с камеры Canon 600D обрабатывались в Agisoft Photoscan и в нашем собственном решении — ScanIMAGER Photo. Это позволило точно передать цвет, фактуру и отражения даже на сложных материалах: стекле, металле, тканях.

Особый вызов представляли прозрачные и волокнистые материалы (например, вата, жидкости, мех), которые невозможно отсканировать напрямую. Здесь фотограмметрия стала незаменимой: по серии снимков строились первичные модели, которые затем дорабатывались вручную, сохраняя при этом естественную форму и поведение света.

Заключение: технологии будущего уже здесь
Работа над фильмом «Салют-7» стала демонстрацией силы синергии между наукой, инженерией и искусством. Благодаря комбинированию лазерного сканирования, ручного 3D-сканирования и фотограмметрии, мы смогли перенести реальные объекты в цифровое пространство с беспрецедентной точностью и детализацией.

Наши специалисты — профессионалы с многолетним опытом, выпускники и преподаватели Санкт-Петербургского государственного университета, разработчики собственных программных решений: ScanIMAGER, ОМЕГА, SurphVisor Net. Мы не просто измеряем — мы создаём цифровые двойники, которые живут в кадре, в проектах, в истории.

🎬 Хотите, чтобы ваш объект — будь то павильон, музей, промышленная установка или кинодекорация — стал частью цифрового мира?

📞 Звоните: +7 (812) 992-26-85
📧 Пишите: info@photogrammetria.ru

🌐 Доверьте точность профессионалам — компания «Архитектурная Фотограмметрия» (бывшее НПП «Фотограмметрия»)

#Фотограмметрия #ЛазерноеСканирование #3Dмоделирование #Салют7 #КиноТехнологии #ScanIMAGER #ЦифровойМир #АрхитектурнаяФотограмметрия #ИнженерныеИзмерения #3Dсканирование #Кинопроизводство #ТехнологииБудущего #SPb #Россия ]]> ana-sm Thu, 23 Mar 2017 16:44:22 +0300 ТЭЦ г. Сыктывкар https://fotogrammetria.ru/22-tec-g-syktyvkar.html https://fotogrammetria.ru/22-tec-g-syktyvkar.html Республики Коми г. Сыктывкар, пр. Бумажников д.2, здание ТЭЦ на территории «Монди СЛПК»

Сроки проведения работ:
февраль - май 2016 г.

Работы, проводимые на объекте:
Трехмерное лазерное сканирование трех помещений здания ТЭЦ.
Создание твердотельной 3D модели в формате Autodesk Revit.]]>

ТЭЦ г. Сыктывкар

Республики Коми г. Сыктывкар, пр. Бумажников д.2, здание ТЭЦ на территории «Монди СЛПК»

Сроки проведения работ:
Февраль - Май 2016 г.

Работы, проводимые на объекте:
Трехмерное лазерное сканирование трех помещений здания ТЭЦ.
Создание твердотельной 3D модели в формате Autodesk Revit.

Здание ТЭЦ:

Твердотельная модель в программе Autodesk Revit:

]]> Tikhonov Tue, 28 Jun 2016 15:06:08 +0300 ScanIMAGER - миллиарды точек в одном окне https://fotogrammetria.ru/14-scanimager.html https://fotogrammetria.ru/14-scanimager.html ScanIMAGER мощная и удобная программа для обработки данный лазерного сканирования

Программный комплекс ScanIMAGER предназначен для обработки результатов трехмерного лазерного сканирования применительно к архитектурным обмерам. Он построен по модульному принципу и поставляется в различных модификациях.
Уникальной особенностью продукта является визуализация огромного количества измерений (миллиарды точек) в сочетании с возможностью отображать цвет измеренной точки, что позволяет воспринимать дискретные данные, как трехмерную модель. Так же приложение предоставляет необходимые инструменты для снятия различных размеров, получения разрезов, сечений, вычисления объемов, построение ортофотопланов и разверток криволинейных поверхностей.]]>

ScanIMAGER - миллиарды точек в одном окне

Программный комплекс ScanIMAGER предназначен для обработки результатов трехмерного лазерного сканирования применительно к архитектурным обмерам. Он построен по модульному принципу и поставляется в различных модификациях.

Модуль ScanIMAGER предназначен для обработки данных трехмерного лазерного сканирования (облака точек). Уникальной особенностью продукта является визуализация огромного количества измерений (миллиарды точек) в сочетании с возможностью отображать цвет измеренной точки, что позволяет воспринимать дискретные данные, как трехмерную модель. Так же приложение предоставляет необходимые инструменты для снятия различных размеров, получения разрезов, сечений, вычисления объемов, построение ортофотопланов и разверток криволинейных поверхностей.

ScanIMAGER уникальная программа для обработки данный лазерного сканирования

Основные возможности ScanIMAGER Professional:

• загружать сканы, содержащие миллиарды точек
• сводить (регистрировать) сканы в единой системе координат
• раскрашивать облако точек по набору цифровых фотоснимков
• строить ортофотопланы, спроецированные на заданные плоскости
• снимать размеры по скану
• получать разрезы объекта
• получать сечения деталей
• получать развертки криволинейных объектов (в том числе двоякой кривизны)
• вычислять объемы
• вырезать фрагменты
• экспортировать данные в обменные форматы
• вести историю совершенных действий с возможностью их отмены

По вопросам приобретения программного продукта или за консультацией обращайтесь к нашим специалистам!
по ☎ тел. +7 (812) 992-26-85 Пишите! ✉ info@photogrammetria.ru
сайт продукта scanimager.net

--- ]]> Tikhonov Thu, 25 Feb 2016 19:41:04 +0300 SurphVisor Net - комплекс автоматизированного измерения https://fotogrammetria.ru/12-surphvisor-net.html https://fotogrammetria.ru/12-surphvisor-net.html Комплекс автоматизированного измерения SurphoVisor Net предназначен для синхронного сканирования объекта с помощью стационарно закрепленных лазерных сканеров Surphaser 25HSX. Программный комплекс поддерживает работу как одного, так и нескольких сканеров объединенных в единую сеть. Управление сканерами осуществляется как в ручном режиме (оператором с помощью удаленной рабочей станции), так и в автоматическом (по заранее заданному сценарию).]]>

SurphVisor Net - комплекс автоматизированного измерения

Комплекс автоматизированного измерения SurphoVisor Net предназначен для синхронного сканирования объекта с помощью стационарно закрепленных лазерных сканеров Surphaser 25HSX.

SurphVisor Net - комплекс автоматизированного измерения

Программный комплекс поддерживает работу как одного, так и нескольких сканеров объединенных в единую сеть. Управление сканерами осуществляет оператор с помощью удаленной рабочей станции. Программный комплекс SurphVisor Net также может осуществлять сканирование в полностью автоматическом режиме по заранее заданному сценарию. В результате сканирования объекта разными сканерами автоматически создается облако точек в единой системе координат. Программный алгоритм в режиме реального времени распознает марки типа "песочные часы" и способен в короткие сроки выдавать как координаты этих марок, так и их отклонения от первоначального положения.

Работа комплекса на примере радиотелескопа ТНА-1500

Радиотелескоп ТНА-1500:

Установка сканеров:

Сканирование в горизонтальном положении:

Сканирование в наклонном положении:

Процесс сканирования на рабочей станции:

]]> Tikhonov Thu, 25 Feb 2016 18:57:35 +0300 Руководство фирмы https://fotogrammetria.ru/11-rukovodstvo-firmy.html https://fotogrammetria.ru/11-rukovodstvo-firmy.html

Основной костяк фирмы составляют выпускники кафедры картографии Санкт-Петербургского государственного университета. Молодость, энергия и хорошая теоретическая подготовка помогают нашим сотрудникам быстро осваивать новые технологии, разрабатывать собственные оригинальные подходы к решению различных производственных задач. Шесть специалистов закончили ВУЗ с красным дипломом, двое - кандидаты технических наук.

Генеральный директор
Войнаровский Александр Евгеньевич
кандидат технических наук, доцент кафедры картографии СПбГУ

Исполнительный директор
Тихонов Сергей Геннадьевич

Директор по развитию
Дуда Пётр Иванович]]>

Руководство фирмы

Генеральный директор

Войнаровский
Александр Евгеньевич

кандидат технических наук,
доцент кафедры картографии СПбГУ

Отправить email / Написать письмо

Тихонов С.Г.

Исполнительный директор

Тихонов
Сергей Геннадьевич

Отправить email / Написать письмо

Дуда П.И.

Директор по развитию

Дуда
Пётр Иванович

Отправить email / Написать письмо

Гриб А.В.

Главный инженер

Гриб
Александр Валерьевич

Отправить email / Написать письмо

--- ]]> Tikhonov Thu, 25 Feb 2016 16:36:36 +0300 Электронный тахеометр Leica TDA5005 https://fotogrammetria.ru/10-leica-tda5005.html https://fotogrammetria.ru/10-leica-tda5005.html Электронный тахеометр Leica TDA 5005 используются при создании опорной и съемочной геодезической сети; производстве координатных измерений в промышленности; геодезическом обеспечении высокоточных строительных и монтажных работ; наблюдении за деформациями зданий и сооружений, а также при выполнении других работ, где требуются высокоточные определения координат.]]>

Электронный тахеометр Leica TDA5005

Электронный тахеометр Leica TDA 5005 предназначен для измерений горизонтальных и вертикальных углов, расстояний и вычисления значений их функций (превышений, координат).

Используются при создании опорной и съемочной геодезической сети; производстве координатных измерений в промышленности; геодезическом обеспечении высокоточных строительных и монтажных работ; наблюдении за деформациями зданий и сооружений, а также при выполнении других работ, где требуются высокоточные определения (в том числе оперативные) координат.

Leica TDA 5005 с дальномером на инфракрасном источнике излучения, с сервоприводами и системой ATR (система точного автоматического наведения на цель), позволяющей осуществлять поиск, сопровождение отражателя при его перемещении и производить точные измерения без участия оператора. Отсчеты углов и расстояний производятся и записываются в память прибора в период остановки отражателя.

Тахеометр имеет три режима линейных измерений, отличающихся друг от друга временем измерения и точностью результатов:

- стандартные измерения;
- быстрые измерения;
- автоматический режим (автоматический поиск отражателей и измерения, траекторные измерения).

Тахеометр имеет встроенный двухосевой компенсатор с диапазоном ± 3,75', дисплей с клавиатурой, стандартный порт RS232 для ввода-вывода данных на персональный компьютер или принтер, встроенную память и съемный накопитель данных на 256 Кб (или 2 Мб).

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Зрительная труба
- поле зрения: 2,7 м на 100 м (1°33')
- диаметр объектива: 42 мм
- увеличение: ЗОх
- минимальное расстояние визирования: 1,7 м

Угловые измерения
- диапазон измерения углов: 0 - 360"
- СКО измерения горизонтальных углов: 0,5"
- СКО измерения вертикальных углов: 0,5"

Компенсатор 2-х осевой
- диапазон компенсатора: ± 3,7'
- СКО установки компенсатора: 0,3"

Линейные измерения
- диапазон измерений расстояний (на стандартную призму): от 1,5 м до 2500 м

- предел допущенной погрешности измерения расстояний:
* режим стандартных измерений: ±(1 + 2х 10" D) мм
* режим быстрых измерений: ±(3+2х 10" D) мм
* автоматический режим измерений: ±(5 + 2х 10" D) мм (D - значение измеренного расстояния в мм)

- стандартная погрешность на расстоянии 120 метров:
* 0,5 мм - при измерении на отражающую пленку
* 0,2 мм - при измерении на отражающую призму

Общие характеристики
- цена деления электронного уровня: 20"/ 2 мм
- цена деления круглого уровня: 67 / 2 мм
- диапазон рабочих температур: от минус 20° С до плюс 50° С

- источник питания (постоянный ток):
внутренняя NiCd батарея на 12 В, 1,1 А/ч;
внешний источник питания на 11,5-14 В.

- масса с батареей и трегером: не более 7,5 кг
- габаритные размеры: ДхШхВ: не более 150x145x365 мм

--- ]]> Tikhonov Wed, 24 Feb 2016 18:29:42 +0300 Artec Spider https://fotogrammetria.ru/8-ruchnoy-3d-skaner-artec-spider.html https://fotogrammetria.ru/8-ruchnoy-3d-skaner-artec-spider.html Ручной 3D сканер Artec Spider — это профессиональный 3D-сканер, который отличается высоким разрешением и качеством сканирования объектов. Это устройство разработано специально для сканирования небольших моделей соизмеримых по размеру с компьютерной мышью. Поэтому наиболее широкое применение этот сканер находит в областях, связанных с обмером и прототипированием мелких деталей.]]>

Artec Spider

Artec Spider — это профессиональный 3D-сканер, который отличается высоким разрешением и качеством сканирования объектов. Это устройство разработано специально для сканирования небольших моделей соизмеримых по размеру с компьютерной мышью. Поэтому наиболее широкое применение этот сканер находит в областях, связанных с обмером и прототипированием мелких деталей.

Artec Spider 3D обладает полезной особенностью — для его работы не требуется наносить метки на объект. Особенно это полезно при сканировании маленьких объектов, разместить маркеры на которых достаточно сложно. Поэтому большинство сканеров просто не способны справиться с задачей сканирования небольших предметов или объектов, работа с которыми должна проходить в бесконтактном режиме. В случае с Artec Spider 3D эта проблема решена — он великолепно справляется с работой без всяких меток.

Скорость сканирования этим устройством одна из самых высоких в мире. Она составляет до 1 000 000 тыс. точек в секунду. При этом сканер сохраняет высокое разрешение и точность результатов.

Благодаря синему диодному освещению можно без опасения сканировать любые части тела человека, даже лицо. Устройство совершенно безопасно для человека и животных.
Artec Spider

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Возможность считывания текстуры: Да
3D разрешение: 0.1 мм
3D степень точности: 0.03 мм
3D степень точности на расстоянии, до: 0.03% на 100 cм
Текстурное разрешение: 1.3 Мп
Цвет: 24 бит
Источник света: Синий диод
Линейное поле зрения на ближнем расстоянии, ВхШ: 90 x 70 мм
Линейное поле зрения на дальнем расстоянии, ВхШ: 180 x 140 мм
Угловое поле зрения, ВхШ: 30 x 21°
Рабочее расстояние: 0.17 – 0.35 м
Частота видео съемки, до: 7.5 кадров/сек
Время экспонирования: 0.0005 сек
Скорость сбора данных, до: 1.000.000 точек/сек
Калибровка менее 1 мин, не требует спецоборудования
Выходной формат: OBJ, STL, WRML, ASCII, AOP, CSV, PTX, PLY, E57
Производительность: 40.000.000 полигонов на 1GB RAM
Параллельная обработка : Да
Размеры, ВxДxШ: 190 x 140 x 130 мм
Вес: 0.85 кг
Энергопотребление: 12В, 24Вт
Интерфейс: 1х USB2.0
Поддерживаемые ОС: Windows 7 или Windows 8 - x64
Минимальные системные требования: I5 или I7, 12Gb RAM, NVIDIA GeForce серии 400
Производитель: Artec 3D Scanners ]]> Tikhonov Wed, 24 Feb 2016 16:49:16 +0300 Faro Focus 3D X330 https://fotogrammetria.ru/5-lazernyy-skaner-faro-focus-3d-x330.html https://fotogrammetria.ru/5-lazernyy-skaner-faro-focus-3d-x330.html Лазерный сканер FOCUS 3D X330 фирмы FARO – это новая версия зарекомендовавшего себя FARO Focus 3D с увеличенным до 330 метров диапазоном, что существенно расширяет границы применения сканера и снижает количество перестановок при работе.

FARO Focus 3D X330 имеет приятно компактные размеры, небольшой вес и дружелюбный интерфейс. Новый тип лазера (Класс 1) безопасен для глаз и обеспечивает прекрасные результаты при сканировании на солнце. Интегрированный GPS-приемник позволяет лазерному сканеру привязывать координаты сканов при постобработке, что делает его идеальным для геодезии и подобных применений.]]>

Faro Focus 3D X330

Лазерный сканер FOCUS 3D X330 фирмы FARO – это новая версия зарекомендовавшего себя FARO Focus 3D с увеличенным до 330 метров диапазоном, что существенно расширяет границы применения сканера и снижает количество перестановок при работе.

FARO Focus 3D X330 имеет приятно компактные размеры, небольшой вес и дружелюбный интерфейс. Новый тип лазера (Класс 1) безопасен для глаз и обеспечивает прекрасные результаты при сканировании на солнце. Интегрированный GPS-приемник позволяет лазерному сканеру привязывать координаты сканов при постобработке, что делает его идеальным для геодезии и подобных применений.

FARO Focus 3D X330 оснащен сенсорным экраном для управления функциями и параметрами сканирования. Получаемое изображение представляет из себя трехмерное облако из миллионов точек в цветном формате, что обеспечивает точную цифровую репродукцию существующей обстановки.

Большое расстояние до 330 м., наличие дополнительных датчиков, компактность и непринужденность использования, сенсорное управление лазерного сканера FOCUS3D позволяют легко работать с ним и сокращают на 50% время сканирования по сравнению с традиционными сканерами.
FARO FOCUS3D X330 создает точную копию действительности с точностью до миллиметра, на высочайшей скорости до 976 000 измерений в секунду, что означает точные и эффективные измерения.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Блок измерений

* Диапазон измерений модель Focus3D X330*: 0.6м - 330м внутри/вне помещений с рассеянным светом 90% отражающими поверхностями
* Скорость измерения: 122,000 / 244,000 / 488,000 / 976,000 точек/сек, изменяемая
* Системная ошибка*: ±2мм на 10м и 25м, каждая при 90% и 10% отражении

Системные шумы**:

* на 10м - «сырые» данные: 0.3мм при 90% отражении. | 0.4мм при 10% отражении.
* на 10м - фильтр шумов***: 0.15мм при 90% отражении. | 0.2мм при 10% отражении.
* на 25м - «сырые» данные: 0.3мм при 90% отражении. | 0.5мм при 10% отражении.
* на 25м - фильтр шумов***: 0.15мм при 90% отражении. | 0.25мм при 10% отражении.

Камера

* Разрешение: до 70 мегапикселей в цветном скане
* Динамический цвет: Автоматическая адаптация яркости
* Параллакс: отсутствует, соосное размещение

Оптическая часть

* Вертикальное поле зрения: 300°
* Горизонтальное поле зрения: 360°
* Вертикальный шаг: 0.009° (40,960 3D пкс на 360°)
* Горизонтальный шаг: 0.009° (40,960 3D пкс на 360°)
* Максимальная вертикальная .скорость сканирования: 5,820об/м или 97Гц

Лазер (Оптический трансмиттер)

* Лазерный класс: 1
* Длина волны: 1550нм
* Расхождение луча: Типичное 0.19мрад (0.011°)
* Диаметр луча на выходе: 2.25мм

Управление данными

* Хранение данных: SD, SDHC™, SDXC™; 32GB карта в комплекте
* Управление сканером: Сенсорный дисплей и удаленный контроль через WiFi
* Новый WiFi(WLAN) доступ: Удаленный контроль, визуализация скана и скачивание при помощи мобильных устройств с технологий Flash

Multi-Sensor

* Двухосевой инклинометр: Уровень дя каждого скана: точность 0,015°; диапазон ± 5°
* Высотомер: Электронный барометр
* Компас: Электронный компас, добавляющий ориентацию в каждый скан

Общие данные

* Напряжение: 19V (внешнее питание), 14.4V (батарея)
* Мощность: 40W и 80W соответственно (при зарядке батареи)
* Время работы батареи: до 5 часов
* Температура окружающей среды: 5° - 40°C
* Влажность: Без конденсата
* Кабельный разъем: Расположен на основании сканера
* Вес: 5.0кг
* Габаритные размеры: 240x200x100мм
* Параллакс: Нет
* Датчик отклонения по двум осям: Точность 0.015°; Диапазон ±5°

]]> Tikhonov Wed, 24 Feb 2016 12:40:19 +0300 Faro Focus 3D 120S https://fotogrammetria.ru/4-lazernyy-skaner-faro-focus-3d-120s.html https://fotogrammetria.ru/4-lazernyy-skaner-faro-focus-3d-120s.html Лазерный 3D сканер Faro Focus 3D X120 - это портативный, высокоскоростной лазерный 3Д сканер для проведения высокоточного сканирования и документирования произведенных измерений. Используя технологию лазерного сканирования, лазерный сканер Faro Focus 3D X120 в считанные минуты создает трехмерную цифровую модель окружающего пространства и предметов, включающую в себя геопространственные данные.

Лазерный сканер 3D Focus оснащен сенсорным экраном для управления параметрами сканирования. Полученное изображение представляет из себя облако из миллионов 3D точек в цветном формате, что создает точную цветную цифровую 3D модель существующей обстановки.]]>

Faro Focus 3D 120S

Лазерный 3D сканер Faro Focus 3D X120 - это портативный, высокоскоростной лазерный 3Д сканер для проведения высокоточного сканирования и документирования произведенных измерений. Используя технологию лазерного сканирования, лазерный сканер Faro Focus 3D X120 в считанные минуты создает трехмерную цифровую модель окружающего пространства и предметов, включающую в себя геопространственные данные.

Лазерный сканер 3D Focus оснащен сенсорным экраном для управления параметрами сканирования. Полученное изображение представляет из себя облако из миллионов 3D точек в цветном формате, что создает точную цветную цифровую 3D модель существующей обстановки.

Диапазон измерений Faro Focus 3D X120 - до 120 метров. Он идеален для использования вне помещений, трехмерного документирования зданий, фиксации ДТП и мест преступления, контроля усадки зданий и выполнения строительных работ и много другого.

Применение лазерного 3Д сканера Faro в архитектуре

Архитектурные обмеры, геодезическое обеспечение проектирования и монтажа фасадных конструкций, контроль деформаций при приложении нагрузки на конструкции, трехмерное моделирование зданий, улиц и кварталов, составление подробных планов и 2D-чертежей, мониторинг фасадов, создание и восстановление исполнительной проектной документации и создание рабочих чертежей, лазерное сканирование и картографирование дорог. Весь этот перечень применения 3D сканеров в архитектуре постоянно расширяется профессионалами, которые ежедневно находят новое применение технологиям лазерного сканирования.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Общие технические характеристики

Вес: 5.0 кг
Габаритные размеры: 240 x 200 x 100 мм
Калибровка: Ежегодно
Параллакс: Отсутствует
Датчик вертикального от
лонения по двум осям: Точность 0.015°;
Диапазон ±5°
Напряжение: 19V (внешнее питание),
14.4V (аккумуляторная батарея)
Мощность: 40 W (питание от аккумулятора или внешнего источника)
80 W (питание от внешнего источника при зарядке батареи)
Время работы батареи: до 5 часов
Температура окружающей среды: +5°C ÷ +40°C (длительная эксплуатация)
От –20°C (кратковременно, до 30 минут).
Влажность: Без конденсации
Кабельный разъем: Расположен на основании сканера

Блок измерений

«Прямой» интервал: 153.49 м
Диапазон Focus3D 120: 0.6 м – 120 м внутри/вне помещений с рассеянным светом и 90% отражающими поверхностями
Скорость измерения: 122 тыс. точек/сек
244 тыс. точек/сек
488 тыс. точек/сек
976 тыс. точек/сек
Системная ошибка: ±2 мм на 10 м и 25 м, при 90% и 10% отражении

Системные шумы:
* 10м - «сырые» данные:
0.6 мм при 90% отражении
1.2 мм при 10% отражении
* 10м - фильтр шумов:
0.3 мм при 90% отражении
0.6 мм при 10% отражении
* 25м - «сырые» данные:
0.95 мм при 90% отражении
2.2 мм при 10% отражении
* 25м - фильтр шумов:
0.5 мм при 90% отражении
1.1 мм при 10% отражении

Фотокамера

Разрешение: до 70 Mpix, цветная
Динамический цвет: Автоматическая адаптация яркости
Параллакс: Отсутствует (фотокамера встроена соосно каналу измерений)

Область видимости

Вертикальное поле зрения: 305°
Горизонтальное поле зрения: 360°
Вертикальный шаг: 0.009° (40,960 3D пкс на 360°)
Горизонтальный шаг: 0.009° (40,960 3D пкс на 360°)
Максимальная вертикальная скорость сканирования: 5,820об/м или 97Гц

Лазер (оптический передатчик)

Мощность лазера: 20mW (Класс лазера 3R)
Длина волны: 905нм
Расхождение луча: Типичное 0.16мрад (0.009°)
Диаметр луча на выходе: 3.8мм, круг

Управление сканером и хранение данных

Управление сканером: Сенсорный дисплей
Хранение данных: SD, SDHCTM, SDXCTM; 32GB карта в комплекте

--- ]]> Tikhonov Wed, 24 Feb 2016 12:39:17 +0300 Принцип действия наземных лазерных сканеров https://fotogrammetria.ru/7-princip-deystviya-nazemnyh-lazernyh-skanerov.html https://fotogrammetria.ru/7-princip-deystviya-nazemnyh-lazernyh-skanerov.html
Фазовый метод измерения расстояний основан на определении разности фаз посылаемых и принимаемых модулированных сигналов.

Импульсный метод измерения расстояний основан на измерении времени прохождения сигнала от приёмо-передающего устройства до объекта и обратно.]]>

Принцип действия наземных лазерных сканеров

Импульсный и фазовый безотражательные методы измерения расстояний, а также метод прямой угловой развёртки (триангуляционный метод) лежат в основе работы лазерных сканеров, используемых в наземном лазерном сканировании.

Фазовый метод измерения расстояний основан на определении разности фаз посылаемых и принимаемых модулированных сигналов.
В этом случае расстояние вычисляется по формуле: R = φ2R * c / (4π * ƒ),
где φ2R — разность фаз между опорным и рабочим сигналом; ƒ — частота модуляции.

Режим работы фазоизмерительного устройства зависит от его температуры, с изменением которой незначительно изменяется фаза сигнала. Вследствие этого точное начало отсчета фазы определить нельзя. С этой целью фазовые измерения повторяются на эталонном отрезке (калибровочной линии) внутри прибора. Главное преимущество фазового метода измерения - более высокая точность, которая может достигать единиц миллиметров.

Импульсный метод измерения расстояний основан на измерении времени прохождения сигнала от приёмо-передающего устройства до объекта и обратно.
Зная скорость распространения электромагнитных волн c, можно определить расстояние как: R = c * τ / 2,
где τ — время, измеряемое с момента подачи импульса на лазерный диод до момента приёма отражённого сигнала.

Импульсный метод измерения расстояний по точности уступает фазовому методу. Это происходит потому, что фактическая точность каждого измерения зависит от ряда параметров, каждый из которых может оказать влияние на точность конкретного измерения. Таковыми параметрами являются:
- длительность и форма (в частности, крутизна переднего фронта) зондирующего импульса
- отражательные характеристики объекта
- оптические свойства атмосферы
- текстура и ориентация элементарной поверхности объекта, вызвавшей отражение зондирующего луча по отношению к линии визирования.

Принцип импульсного/фазового методов измерения расстояний

--- ]]> Tikhonov Wed, 24 Feb 2016 12:04:36 +0300 Сканирование возводимой кровли стадиона "Зенит Арена" в Санкт-Петербурге https://fotogrammetria.ru/20-zenit-arena-g-sankt-peterburg.html https://fotogrammetria.ru/20-zenit-arena-g-sankt-peterburg.html Адрес объекта:
г. Санкт-Петербург, Крестовский остров

Сроки проведения обмерных работ на объекте:
сентябрь 2015 года

Работы, проводимые на объекте:
Трехмерное лазерное сканирование кровли футбольного стадиона "Зенит Арена".]]>

Сканирование возводимой кровли стадиона "Зенит Арена" в Санкт-Петербурге

Адрес объекта:
г. Санкт-Петербург, Крестовский остров

Сроки проведения обмерных работ на объекте:
сентябрь 2015 года

Работы, проводимые на объекте:
Стадион «Газпром Арена» в Санкт-Петербурге, более известный как «Зенит Арена», построенный по проекту японского архитектора Кисё Курокава, был официально открыт в 2016 году. В сентябре 2015 года компанией "Архитектурная фотограмметрия" производилась съемка кровли стадиона на стадии строительства. По результатам высокоточного лазерного сканирования было создано общее 3D облако точек.

Стадион «Газпром Арена» в Санкт-Петербурге находится на Крестовском острове, на Футбольной аллее, 1. За годы строительства стадион заслужил дурную славу главного долгостроя страны, затраты на который с каждым годом только увеличивались. Строительство началось в 2007 году и завершилось лишь в рамках подготовки к ЧМ-2018 . Тогда же за футбольной ареной закрепилось и её окончательное название «Газпром Арена».

Стадион "Зенит Арена" во время строительства.

Процесс лазерного сканирования сооружения.

Результат 3D сканирования - облако точек.

Результат лазерного сканирования - черно-белое облако точек.

Результат 3D сканирования - облако точек (фрагмент).

Лазерное сканирование инженерного сооружения в процессе строительства - стадион "Газпром Арена"

--- ]]> Tikhonov Tue, 01 Sep 2015 17:14:20 +0300 Радиотелескоп ТНА-1500, Центр космической связи ОКБ МЭИ «Медвежьи озёра» https://fotogrammetria.ru/17-radioteleskop-tna-1500-centr-kosmicheskoy-svyazi-okb-mei-medvezhi-ozera.html https://fotogrammetria.ru/17-radioteleskop-tna-1500-centr-kosmicheskoy-svyazi-okb-mei-medvezhi-ozera.html Адрес объекта:
Московская обл., дер. Долгое Лёдово, Центр космической связи ОКБ МЭИ «Медвежьи озёра»

Сроки проведения обмерных работ на объекте:
июнь 2013

Работы, проводимые на объекте:
Синхронное лазерное сканирование основного зеркала и вспомогательного зеркала.
Определение параметров зеркал в разных положениях по углу места.
Наблюдение за деформациями основного зеркала и надзеркальной кабины.
Тестирование и ввод в эксплуатацию комплекса автоматизированного измерения "SurphVisor Net"]]>

Радиотелескоп ТНА-1500, Центр космической связи ОКБ МЭИ «Медвежьи озёра»

Адрес объекта:
Московская обл., дер. Долгое Лёдово, Центр космической связи ОКБ МЭИ «Медвежьи озёра»

Сроки проведения обмерных работ на объекте:
июнь 2013

Работы, проводимые на объекте:
Синхронное лазерное сканирование основного зеркала и вспомогательного зеркала.
Определение параметров зеркал в разных положениях по углу места.
Наблюдение за деформациями основного зеркала и надзеркальной кабины.
Тестирование и ввод в эксплуатацию комплекса автоматизированного измерения "SurphVisor Net" ]]> Tikhonov Sat, 01 Jun 2013 15:58:04 +0400 Радиотелескоп ТНА-1500 г. Калязин, Тверская обл. https://fotogrammetria.ru/16-radioteleskop-tna-1500-g-kalyazin-tverskaya-obl.html https://fotogrammetria.ru/16-radioteleskop-tna-1500-g-kalyazin-tverskaya-obl.html Адрес объекта:
Тверская обл., г. Калязин, Калязинская радиоастрономическая обсерватория

Сроки проведения обмерных работ на объекте:
октябрь 2012

Работы, проводимые на объекте:
Лазерное сканирование основного зеркала и вспомогательного зеркала.
Цифровая синхронная стереофотограмметрическая съемка.
Определение параметров зеркал в разных положениях по углу места.
Тестирование работы фотограмметрической измерительной системы.]]>

Радиотелескоп ТНА-1500 г. Калязин, Тверская обл.

Адрес объекта:
Тверская обл., г. Калязин, Калязинская радиоастрономическая обсерватория

Сроки проведения обмерных работ на объекте:
октябрь 2012

Работы, проводимые на объекте:
Лазерное сканирование основного зеркала и вспомогательного зеркала.
Цифровая синхронная стереофотограмметрическая съемка.
Определение параметров зеркал в разных положениях по углу места.
Тестирование работы фотограмметрической измерительной системы. ]]> Tikhonov Mon, 01 Oct 2012 15:22:54 +0400 Инженерная фотограмметрия https://fotogrammetria.ru/23-inzhenernaya-fotogrammetriya.html https://fotogrammetria.ru/23-inzhenernaya-fotogrammetriya.html Инженерная фотограмметрия - это раздел науки фотограмметрия, нацеленный на решение инженерных задач. Зачастую провести наблюдения за объектом без использования фотограмметрических методов просто не представляется возможным. Как правило, речь идет об объектах, которые находятся в постоянном движении. Только фотоснимок позволяет зафиксировать положение объекта на конкретный момент времени. А при использовании набора синхронизированных между собой камер, появляется возможность проводить стереофотограмметрическую съемку, с последующим получением результата измерений в трехмерном пространстве с высокой точностью.]]>

Инженерная фотограмметрия

Инженерная фотограмметрия - это раздел науки фотограмметрия, нацеленный на решение инженерных задач. Зачастую провести наблюдения за объектом без использования фотограмметрических методов просто не представляется возможным. Как правило, речь идет об объектах, которые находятся в постоянном движении. Только фотоснимок позволяет зафиксировать положение объекта на конкретный момент времени. А при использовании набора синхронизированных между собой камер, появляется возможность проводить стереофотограмметрическую съемку, с последующим получением результата измерений в трехмерном пространстве с высокой точностью.

На сегодняшний день наша компания владеет несколькими уникальными технологиями позволяющими проводить обработку снимков с последующими измерениями по ним с субпиксельной точностью. Разработанная нашей компанией технология калибровки цифровых фотокамер позволяет производить наблюдения за объектом даже через иллюминаторы и защитные стекла. Вычисляемая математическая модель дисторсии объектива позволяет описывать практически любые оптические системы.

Использование фотограмметрических систем в сочетании с высокоточными геодезическими приборами дает возможность проводить наблюдения за деформациями и мониторинг сложных инженерных объектов, а так же вычислять отклонения от проектных значений. ]]> Tikhonov Mon, 27 Sep 2010 15:33:42 +0400 Фюзеляж кабины пилотов Let L-410M https://fotogrammetria.ru/21-fyuzelyazh-kabiny-pilotov-let-l-410m.html https://fotogrammetria.ru/21-fyuzelyazh-kabiny-pilotov-let-l-410m.html г. Санкт-Петербург, производственная площадка Ленинградского северного завода

Сроки проведения обмерных работ на объекте:
август 2010 г.

Работы, проводимые на объекте:
Трехмерное лазерное сканирование части фюзеляжа.
Создание твердотельной 3D модели.]]>

Фюзеляж кабины пилотов Let L-410M

г. Санкт-Петербург, производственная площадка Ленинградского северного завода

Сроки проведения обмерных работ на объекте:
Август 2010 г.

Работы, проводимые на объекте:
Трехмерное лазерное сканирование части фюзеляжа.
Создание твердотельной 3D модели.

Фрагмент фюзеляжа TL-410:

Твердотельная 3D модель:

]]> Tikhonov Sun, 01 Aug 2010 12:07:07 +0400 3D моделирование https://fotogrammetria.ru/19-3d-modelirovanie.html https://fotogrammetria.ru/19-3d-modelirovanie.html На основе данных лазерного сканирования и фотограмметрической съемки можно создавать трёхмерные (3D) модели различных архитектурных объектов и промышленных установок.
3D модели могут быть представлены в виде облака точек (в черно-белом или цветном вариантах), в виде поверхностей (полигональные) или описаны конкретными примитивами (твердотельные модели).]]>

3D моделирование

На основе данных лазерного сканирования и фотограмметрической съемки можно создать трёхмерные точные, полигональные или твердотельные модели различных архитектурных объектов и промышленных установок.
Трехмерная модель позволяет увидеть объект с любой стороны, получить представление о его форме, размерах, сохранности и др. Получая трехмерные модели объектов появляется возможность создать проект реинжениринга, рассчитать различные допустимые нагрузки на объект, оценить деформации и отклонения от проекта.
3D модели могут быть представлены в виде облака точек (в черно-белом или цветном вариантах), в виде поверхностей (полигональные) или описаны конкретными примитивами (твердотельные модели).

Точечная модель (облако точек) кровли стадиона "Зенит-Арена", г. Санкт-Петербург:

Полигональная модель авиационного прибора:

Твердотельная модель нескольких помещения здания ТЭЦ, г. Сыктывкар:

Для работы с точечными трехмерными моделями наша компания предоставляет Заказчику специальное программное обеспечение ScanIMAGER. С помощью которого Вы сможете делать измерения, вычислять объемы, получать разрезы, сечения и ортофотопланы отсканированных объектов. ]]> Tikhonov Sat, 27 Feb 2010 00:39:38 +0300 Презентации https://fotogrammetria.ru/15-prezentacii.html https://fotogrammetria.ru/15-prezentacii.html

Презентации

]]> Tikhonov Thu, 25 Feb 2010 20:01:37 +0300 Лазерное сканирование https://fotogrammetria.ru/6-lazernoe-skanirovanie.html https://fotogrammetria.ru/6-lazernoe-skanirovanie.html Лазерное сканирование – это новейшая технология, позволяющая создавать цифровую трехмерную модель объекта, представив его набором точек с пространственными координатами.

Данная технология применяется при решении множества задач, возникающих на всех стадиях строительства, начиная с изысканий и проектирования, контроля и мониторинга в процессе строительства и заканчивая периодом эксплуатации. Оценка состояния объектов, инвентаризация, паспортизация зданий и сооружений, расчет площадей, объемов, и даже прогнозирование и анализ ситуаций – во всех этих случаях лазерное сканирование является наилучшим решением.]]>

Лазерное сканирование

Лазерное сканирование – это новейшая технология, позволяющая создавать цифровую трехмерную модель объекта, представив его набором точек с пространственными координатами.

Данная технология применяется при решении множества задач, возникающих на всех стадиях строительства, начиная с изысканий и проектирования, контроля и мониторинга в процессе строительства и заканчивая периодом эксплуатации. Оценка состояния объектов, инвентаризация, паспортизация зданий и сооружений, расчет площадей, объемов, и даже прогнозирование и анализ ситуаций – во всех этих случаях лазерное сканирование является наилучшим решением.

Технология лазерного сканирования позволяет подробно зафиксировать объект в трехмерной модели, экономя время и трудозатраты, при этом предоставляя намного более высокий уровень точности проводимых обмеров.

Технология лазерного сканирования основана на использовании лазерных сканеров - новых геодезических приборов, которые измеряют координаты точек поверхности объекта с высокой скоростью порядка нескольких десятков тысяч точек в секунду. Полученный набор точек называется «облаком точек» и впоследствии может быть представлен в виде трехмерной модели объекта, плоского чертежа, набора сечений, поверхности и т.д.

Лазерное сканирование на других языках

по-английски:
лазерное - laser, сканирование – scanning
по-немецки:
лазерное – Laser, сканирование - Abtastung, Scanning
по-итальянски:
лазерное - di laser, a laser, сканирование - scansione, esplorazione

СКАНИРОВАНИЕ — развертывание, последовательное поэлементное обследование поверхности или ее изображения…

Геологический словарь. – 1978

--- ]]> Tikhonov Wed, 24 Feb 2010 11:51:55 +0300