»Potřebujeme nasnímat scény prostorových objektů a tyto převést do přesného 3-D CAD modelu.« Také jste se setkali s podobným požadavkem? Pokud ano, pak vás bude zajímat tento článek.

Zmíněný požadavek řeší 3-D laserové skenování založené na principu měření tranzitního času průchodu laserového paprsku od přístroje k objektu a zpět. Zásadní rozdíl od klasických laserových dálkoměrů je v množství změřených bodů v relativně krátkém okamžiku. Laserový skener proměří v určitém zorném poli tzv. mračno bodů. Je to v podstatě mřížka bodů, která má pravidelné úhlové rozestupy. U každého bodu mračna jsou známé směry a vzdálenost od přístroje, takže známe i prostorovou polohu. Software, kterým je skener řízen, má i speciální modelovací funkce, specializované právě na zpracování mračna bodů. Výsledkem je vektorový 3-D CAD model, který je možné převést do formátu, který používá Váš zákazník, tj. většinou DGN (MicroStation) nebo DWG, DXF (AutoCAD).

V následujících odstavcích bude popsán systém od firmy Cyra Technologies Inc.

Firma Cyra Technologies Inc.

Firmu Cyra Technologies Inc. založil Ben Kacyra v roce 1993. V roce 1995 byl vyprodukován první prototyp laserového skeneru. V březnu 2000 koupila Leica Geosystems 20 % akcií a v listopadu toho samého roku zbylých 80 %. Přestože je Cyra Technologies součástí Leica Geosystems, stále si zachovává své sídlo ve městě Oakland (Kalifornie, USA). V polovině letošního roku bylo otevřeno zastoupení pro Evropu ve městě Rijswijk (Den Haag, Holandsko), mimochodem pod jednou střechou s Holandskou pobočkou Leica Geosystems.

Laserový skener CYRAX® 2500

Systém se skládá ze dvou základních komponent: z vlastního skeneru s příslušenstvím a z ovládacího CAD systému Cyclone®.

Střední chyba v prostorové poloze zaměřených bodů je 6 mm, pokud je bod vzdálen od přístroje v rozmezí 1,5 až 50 m. Zorné pole je maximálně 40° x 40°. Hustota bodů může být až 0,25 mm pro vzdálenost 50 m od přístroje, maximální počet bodů však nemůže přesáhnout počtu 999 x 999. Rychlost měření je až 1000 bodů za sekundu.

V levé dolní části skeneru je umístěna digitální kamera sloužící ke snímání náhledů a určování zorného pole skenování. Skener je ovládán notebookem s programem Cyclone®. Spojení je zajištěno ethernetovou síťovou kartou a síťovým kabelem. Do příslušenství se řadí speciální stativ, zdroj s kabelem, polokulovité a ploché terče pro orientaci jednoho a více záběrů do souřadného systému.

Programový balík CYCLONE®

Je to program, kterým můžeme připravovat projekty, řídit skenovací proces, provádět vzájemné propojování mračen bodů a modelovat výsledný CAD výkres s následnou konverzí do běžně používaných formátů.

Skenovací proces je řízen tak, že po založení projektu se sejme obraz scény digitální kamerou. Na vzniklém obrazu se vymezí zorné pole pro skenování a hustota bodů. Spustí se skenování, které trvá několik málo minut. V další fázi se naskenují terče pro orientaci s velkou hustotou. Používají-li se standardně dodávané terče, lze s výhodou využít funkci pro jejich automatické vyhledávání. Pokud je potřeba naskenovat více záběrů, provede se to stejným způsobem. Dále následuje kancelářské zpracování.

Proces, kterým se spojuje více skenů do jednoho a jejich umístění do požadovaného souřadného systému, se nazývá registrace. Jako identické body se často používají polokulovité terče. Před registrací se z mračna bodů vymodelují sférické plochy terčů. Identifikace pak probíhá přes středy těchto sfér. Výsledkem je mračno bodů ze všech skenů v jednotném souřadném systému.

Poslední fází je modelování, při kterém převádíme mračno bodů do přesného vektorového CAD modelu. Pro tento účel je v programu Cyclone® řada funkcí, které automaticky pasují předdefinované tvary (válce, roviny, sféry...) na označené části mračna bodů.

Využití výsledků

Služby laserového skeneru nejvíce ocení průmyslové podniky s velkým množstvím potrubních systémů. Dále je možné skenování a modelování provádět na atypických interiérech a exteriérech budov, ocelových konstrukcí, strmých skalních a lomových stěn. Laserové skenování se využije všude tam, kde je třeba na minimum omezit čas měření kvůli provozu, ať už v průmyslových podnicích, nebo na silnicích a dálnicích, kde se skenuje z výsuvných plošin.

vyvěšeno: 4.března 2002

---

Z časopisu Zeměměřič č. 3/2002