Применение
В последние годы, благодаря таким преимуществам, как эффективность и безопасность, инспекции с помощью дронов стали традиционным методом мониторинга сетей электропередачи.
Однако в сетях распределения электроэнергии, где общая длина линий гораздо больше, а окружающий рельеф значительно сложнее, традиционные решения для инспекции с помощью дронов по-прежнему сталкиваются со многими проблемами.
Если используется традиционная аэросъемка с помощью самолетов, сложный рельеф местности потребует от пилотов высокой квалификации. При инспекциях с использованием БПЛА на основе фиксированных маршрутов необходимо ручное моделирование осей полета, а выполнение полетов базируется на сигналах RTK и зависит от качества сигнала, а в некоторых районах сигнал может быть недоступен или искажен.
С быстрым развитием городов и растущими требованиями к надежности жилья технологии проверки качества строительства становятся все более востребованными.
Однако в процессе проверки часто приходится сталкиваться с проблемой отсутствия архитектурных чертежей, особенно для старых зданий или тех, назначение которых изменилось. В результате возникает необходимость создания заново поэтажных планов объекта.
В настоящее время съемка поэтажных планов по-прежнему требует значительного объема ручного труда. Обычно используются рулетки или лазерные дальномеры для измерения расстояний вдоль осей с целью определения пространственного положения стен и проемов дверей и окон. Однако эти традиционные методы трудоемки и в значительной степени зависят от инженерного опыта геодезиста, что накладывает определенные ограничения.
Для развития современного города и обновления его инфраструктуры, традиционные методы мониторинга и управления зданиями уже становятся не актуальными. Greenvalley International (GVI) предлагает линейку оборудования для лазерного сканирования, разработанную для того, чтобы помочь клиентам легко преобразовывать данные из облаков точек в точные 3D-модели, решая проблемы обслуживания и ремонта зданий и сооружений.
В линейку продуктов GVI входят: серия воздушных лазерных сканеров LiAir, ручные сканеры LiDAR LiGrip, базовые станции LiBase GNSS и программное обеспечение для обработки - LiDAR360. Это комплексное решение охватывает весь рабочий процесс от получения облаков точек до создания 3D-моделей, что значительно повышает эффективность, точность и экономичность.
SLAM означает «одновременная локализация и сопоставление». В последние годы, благодаря развитию робототехники, дронов, автономного вождения, технологий искусственного интеллекта, виртуальной и дополненной реальности, технология SLAM постепенно стала широко известной, поскольку она является основой и, одновременно, сложностью этих областей.
SLAM — это комплексный результат технологии, состоящий из множества этапов, включая извлечение ориентиров, корреляцию данных, оценку состояния, обновление состояния, обновление ориентиров и т. д. Каждая часть может быть реализована с помощью разных алгоритмов. SLAM можно использовать для движения в двумерном или трехмерном пространстве; например, такое популярное направление как метавселенная, является примером использования SLAM в трехмерном пространстве из-за необходимости виртуально-реального взаимодействия человека и машины.
По сравнению с другими геодезическими инструментами, лазерные сканеры появились на рынке сравнительно недавно. И тем не менее они стали неотъемлемой частью повседневной рабочей жизни во многих геодезических компаниях. Так, один из опытных геодезистов из крупной строительной компании недавно сказал: «Сегодняшнему геодезисту в повседневной работе приходится владеть четырьмя измерительными приборами: тахеометром, приемником ГНСС, наземным лазерным сканером и дроном для аэрофотосъемки». Чем же отличаются лазерные сканеры? В чем отличие лазерного сканера первого поколения (примерно 1998 года) от прибора четвертого поколения (2022 года)? С одной стороны, технические характеристики сильно улучшились - максимальная частота измерений возросла с 11 кГц до 2200 кГц, с другой стороны - крупные проекты теперь планируются по-другому – теперь все ориентировано на BIM технологии (Building Information Modeling). Лазерное сканирование получило широкое распространение на геодезическом рынке. Все это приводит к появлению новых требований со стороны пользователя, которым должен соответствовать сканер текущего поколения, особенно в области съемки зданий. В этом отчете будет объяснено, как этого можно достичь на практике.
Традиционная ручная проверка имеет такие недостатки, как низкий уровень автоматизации, высокая стоимость, низкий охват, а также невозможность накопления пространственных данных и отсутствие совместимости.
Благодаря своим преимуществам в части получения пространственной информации, эффективности и экономии времени, инспекции с помощью дронов постепенно нашли свое применение, стали важным техническим средством обслуживания электросетей и за последние пять лет получили широкое распространение.
Однако и сейчас процесс инспектирования ЛЭП с использованием БПЛА по-прежнему сталкивается с некоторыми проблемами, которые мы рассмотрим в статье.
При проведении крупномасштабных аэрофотосъемочных работ мы часто сталкиваемся с ландшафтами со значительными перепадами высот. При аэрофотосъемке на фиксированной высоте с использованием легких лазерных сканирующих систем ближнего действия, установленных на беспилотных летательных аппаратах (БПЛА), эффективная дальность измерения обычно составляет менее 300 метров. Когда разница высот слишком велика, значительные изменения в высоте полета над рельефом приводят к пониженной плотности облака точек (при слишком большой высоте) или к разрывам в покрытии (в областях с относительно низкой высотой). Эта проблема влияет как на полноту съемки, так и на время выполнения работ.
Чтобы решить эту проблему, можно использовать лазерные сканирующие системы с большим радиусом действия. Однако эти системы имеют высокую цену, что часто отпугивает многих пользователей.
Есть ли более экономное решение? Да! Мы можем добиться этого, используя функцию огибания рельефа во время аэрофотосъемки с помощью лазерных сканирующих систем, оснащенных лидарами небольшого радиуса действия. Постоянно контролируя относительную высоту полета БПЛА над рельефом, мы можем решить проблему неравномерной плотности съемки.
С постоянным развитием городского планирования, интеллектуального транспорта и автономного вождения растет спрос на создание высокоточных детальных карт.
Традиционные методы создания карт больше не могут отвечать требованиям современного общества к точности и эффективности. Поэтому необходимы более продвинутые технологии для повышения точности и эффективности создания цифровых высокодетальных карт.
Использование программного обеспечения LiDAR360 MLS предлагает инновационное решение этой проблемы.
Для сбора данных используется мобильная геодезическая система LiMobile M1, смонтированная на автомобиле. В этом решении лазерные сканеры размещены под углом 45 градусов, это обеспечивает большую полноту съемки и снижение количества «мертвых зон» на поверхностях объектах по обе стороны дороги. Он также оснащен видеокамерой высокого разрешения для получения подробной фотоинформации об объектах. Система монтируется на крыше автомобиля с использованием стандартных кронштейнов, которые можно адаптировать к различным моделям внедорожников, что делает ее удобной для пользователя.
Трехмерное облако точек — это массив пространственных данных, построенный путем накопления результатов лазерного сканирования, полученных в разных местах и в разное время. Поскольку при сборе данных обеспечивается быстрая фиксация состояния окружающей среды на момент съемки, в них часто присутствуют динамические объекты, которые не всегда можно наблюдать в одинаковом состоянии.
Динамические объекты в материалах съемки ухудшают читаемость данных и влияют на последующее использование облака точек, поэтому очень часто они нуждаются в удалении из итогового облака точек.
Удаление движущихся объектов с использованием традиционными алгоритмов требует настройки параметров в зависимости от условий съемки. Один и тот же набор параметров не является универсальным даже при схожих условиях, особенно если съемка велась разнотипными съемочными системами.
В условиях быстрого развития информационных технологий информатизация строительства является долгосрочной целью городского управления, а применение высоких технологий в городском управлении стало необходимым средством совершенствования качества управления. Общее количество видов объектов в городской среде огромно, они имеют различные типы и форму, занимая при этом значительные по площади территории. Это значительно усложняет выполнение работ по инвентаризации городских объектов. Существующие традиционные методы съемки и картографирования, такие как спутниковые измерения в режиме RTK, тахеометры и т.п., требуют больших трудозатрат, неэффективны и затрудняют получение всесторонней информации об особенностях местности, что делает невозможным полное представление многих особенностей объектов, что негативно влияет на полноту географических информационных системы. Таким образом, технологии, позволяющие быстро получить и сохранить в цифровом виде информацию об объектах городской среды, чрезвычайно важны для выполнения высокоточных съемок городов.
При традиционном измерении объема песчаных насыпей обычно персонал использует такие инструменты как рулетки и, реже, тахеометры. Эти традиционные методы требуют значительного количества рабочей силы и времени, и на них легко влияют внешние факторы, такие как погода и местность. Это может привести к недостоверным измерениям и результатам расчета объемов.
Использования для решения этих задач лазерных сканеров имеет ряд преимуществ: они быстрые, высокоточные и бесконтактные. Они могут быстро выполнять съемку крупных и протяженных объектов, формируя трехмерное облако точек за короткий промежуток времени. При измерении объема песчаной насыпи лазерные сканеры сканируют ее поверхность, быстро создавая плотное облако точек без необходимости вмешательства человека. Это значительно повышает эффективность труда и точность измерения объема песчаных насыпей.
Высокоточная геодезическая съемка имеет важное значение при внутреннем проектировании помещений, инженерном сопровождении и управлении безопасностью зданий и сооружений.
Создание высокоточных карт также является актуальной проблемой при проектировании умных парковок.
Особые условия подземных пространств, такие как плохая видимость и сложные конструкции, затрудняют получение данных с помощью обычных инструментов.
Технология трехмерного лазерного сканирования использует бесконтактный метод измерения для точного получения пространственной геометрической информации измеряемого объекта.
При традиционном измерении конструкции туннеля поперечная съемка используется для определения центральной линии, а детальная съемка используется для определения расстояния от точки наблюдения до левой и правой стенок туннеля для создания плана туннеля. Такие результаты не являются интуитивно понятными для взаимосвязей положения по высоте, таких как изменения уклона и пространственные пересечения туннеля, что приводит к частому возникновению аварий при отклонении проходки туннеля, основной причиной которого является отклонение по высоте. Ручное 3D-моделирование имеет проблему крайне низкой эффективности и с трудом отвечает требованиям повседневного производства.