ПРИМЕНЕНИЕ ТРЕХМЕРНОГО ЛАЗЕРНОГО СКАНЕРА CYRAX2500 В АРХИТЕКТУРЕ

Современная геодезия получила новый инструмент трехмерный лазерный сканер. Новая техника, как правило, несет в себе и новые технологии. Не стало исключением и внедрение в производство такого сканера. Данный доклад- это попытка рассмотреть применение сканера в архитектурных и строительных задачах.

Для начала приведем общие характеристики сканера и напомним о технологии сканирования:

— точность любой точки 5-6мм на расстоянии 50м

— плотность сканирования 0.25мм на расстоянии 50м

— скорость сканирования ~ 1000 точек в секунду

— размер поля сканирования 40°Ч40°

Технология же основана на применении лазерного безотражательного дальномера, который встроен в прибор с автоматическим изменением направления луча лазера. То есть в приборе помимо стандартных угломерных систем есть еще и механизмы (сервоприводы), позволяющие изменять вертикальный и горизонтальный углы «визирной» оси лазера. Для топографа это значит, что, задав определенную область сканирования в поле зрения прибора, можно получить сплошную съемку интересующего нас объекта. Причем плотность точек снимаемого объекта может быть от 0.25мм до любых, например, 1м. В результате получается массив точек, описывающий объект съемки. И все это за достаточно короткий промежуток времени. Например, самое плотное сканирование происходит за каких-то 15-17минут. При этом каждая точка имеет помимо трех пространственных координат XYZ еще и информацию о псевдоцвете, который получается за счет плотности возвращаемого сигнала лазера.

В архитектурных съемках самое главное это создание абсолютно правдоподобного чертежа существующего здания, строения или памятника (скульптуры). Стандартный тахеометр с безотражательным дальномером позволяет сделать съемку любого здания по каким-либо определенным точкам. Это могут быть углы оконных проемов, дверей, точки соприкосновения различных деталей здания. Но такой тахеометр не сможет вам помочь, когда ваша задача включает съемку достаточно сложных элементов – это могут быть разрушения здания, колоннады, украшения, гербовые дополнения и другие части здания. Даже достаточно простое арочное окно может вызвать затруднения при съемке тахеометром. До недавнего времени такие элементы можно было отрисовать только с помощью достаточно дорогостоящей фотограмметрической техники. Стоимость которой иногда может доходить до нескольких сотен тысяч долларов. При этом результат очень сильно зависит от квалификации фотограмметриста. Хорошим специалистом по фотограмметрии обычно становились по прошествии нескольких лет кропотливого труда.

Если же вы применяете 3-х мерный сканер CYRAX 2500, то все эти задачи становятся вам под силу. Нет необходимости фотографировать, калибровать все технические средства (объектив, фотограмметрический сканер или фотограмметрический прибор). Весь результат вы получаете сразу – в момент проведения съемки.

Приведем пример подобной съемки:

По приглашению кафедры фотограмметрии МИИГАиК и лично заведующего кафедрой профессора Михайлова А.П. была проведена съемка фасада старого здания МИИГАиК. Первоначально съемка была задумана как возможность совместного применения 3-х мерного лазерного сканирования с фотограмметрической обработкой изображения. Результат 3-х мерного сканирования предполагалось использовать в качестве геодезического обоснования для проведения фотограмметрического трансформирования снимков фасада. Но, в процессе работы выяснилось, что съемка, выполненная сканером CYRAX 2500, дала полную картину всего фасада здания. Описание фасада получилось с плотностью не хуже 3-4мм. Подобную работу нецелесообразно создавать с помощью фотограмметрических методов, при условии, что у Вас под рукой имеется такой инструмент как трехмерный сканер.

Другая работа была связана с задачей установки акустического оборудования в Большом зале Государственного Кремлевского Дворца. Работа выполнялась фирмой I.S.P.A. engineering, которая является одной из ведущих фирм по установке профессионального акустического оборудования в России. На ее счету такие проекты как оборудование для озвучивания мюзикла «Норд-Ост», Большой Концертный Зал «Октябрьский», Мариинский Театр в Санкт-Петербурге, Ленком, Театр им. Вахтангова, сеть спорт-клубов «Планета-Фитнесс», оборудование служебной связи в Большом Театре в Москве и многое другое. Для правильной установки акустического оборудования необходимо знать все геометрические параметры зала. С помощью сканера CYRAX2500 в течение одного рабочего дня были проделаны все необходимые измерения в Большом зале Государственного Кремлевского Дворца, на которые обычно затрачивается несколько дней и большое количество рабочих часов для интерпретации полученных измерений. В целом задача может быть сформулирована таким образом – есть какой-то объект (завод, фабрика и т.д.), который находится в эксплуатации достаточно продолжительное время. Чертежи, по которым шло строительство, устарели по различным причинам. Может быть из-за давности лет, может из-за большого количества переоснащений, может быть по каким-либо другим причинам, но на сегодняшний день стоит задача получения чертежей всех коммуникаций заводских территорий. Точность местоположения любого элемента конструкции (трубы, балки, и др.) должна быть определена не хуже 5мм. Точность можно варьировать, но, мне кажется, что если мы будем знать местоположение и размер какой-нибудь трубы, с худшей точностью, то можно очень просто ошибиться в специфике стандартов трубы и определить ее по неправильной позиции ГОСТа. А если большая ошибка будет в местоположении, то возникает сложность при дальнейшем проектировании каких-либо дополнительных конструкций. Итак, общая задача поставлена.