Технология сканирования Slam в геодезии

С развитием технологий требования к точности и эффективности сбора данных о зданиях и сооружениях растут с каждым годом. В последнее время, всё больше и больше, касаемо сферы лазерного сканирования в геодезии и строительстве, заметен интерес как к самой теме лазерного сканирования, так и к теме ручного лазерного сканирования. Ещё совсем недавно, данные технологии были громоздкими и сверхдорогими. Но технологии не стоят на месте. Ручные и мобильные лазерные сканеры становятся доступнее, компактнее, легче. Благодаря чему, приборы и оборудования такого типа, шагают в массы и становятся доступнее, проще, интуитивно понятнее и легче.

Одним из передовых решений, обеспечивающих высокую точность и эффективность, является использование технологии SLAM (сокращённая аббревиатура Simultaneous Localization And Mapping), что в переводе на Русский, означает: «Определение своего местоположения и сканирование». Эта технология находит все более широкое применение в строительной и архитектурной сферах, открывая новые горизонты для проектирования, управления и мониторинга объектов. В основе данного оборудования лежит технология SLAM, которая позволяет устройству одновременно строить карту неизвестного пространства и определять свое местоположение в этом пространстве. В основе технологии лежит использование различных датчиков, таких как лидары (лазерные радары), камеры и инерционные измерительные устройства, которые собирают данные об окружающей среде и обрабатывают их в режиме реального времени.

Принципы работы SLAM в лазерном сканировании:

1. Сбор данных: лидар или лазерный сканер используется для сбора детализированных данных о структуре и геометрии здания или сооружения. Лучи лазера отражаются от поверхностей и возвращаются обратно, что позволяет измерить расстояние до каждой точки.

2. Анализ данных: Система SLAM обрабатывает собранные данные, используя алгоритмы для построения точной карты окружающей среды. Одновременно она определяет текущее местоположение устройства в этой карте, корректируя данные по мере их поступления.

3. Создание 3D-модели: на основе полученных данных создается высокоточная 3D-модель здания или сооружения, которая может быть использована для различных целей — от проектирования и реконструкции до мониторинга состояния объекта.

Для того, чтобы данная технология функционировала, прибору необходимы различные окружающие его объекты. Это могут быть деревья, столбы, ограждения, двери помещений, колонны и другие статичные предметы. Благодаря встроенному в прибор и постоянно вращающемуся сканеру – лидару, прибор создаёт вокруг себя облака точек, которые формируют трёхмерную модель всего, что находится в поле видимости прибора, а благодаря наличию инерциальной системы, прибор постоянно определяет своё местоположение в пространстве. Далее, благодаря программному обеспечению, происходит «сшивка» облаков точек и мы на выходе получаем 3D модель объекта на местности, помещения, туннеля, леса в процессе движения, держа данный прибор в руке, используя на вехе или же высунув из люка автомобиля.

Преимущества использования SLAM в лазерном сканировании:

1. Высокая точность и детализация: SLAM обеспечивает высокую точность и детализацию создаваемых 3D-моделей, что особенно важно при работе с крупными и сложными объектами.

2. Мобильность и гибкость: Технология SLAM позволяет проводить сканирование в движении, что значительно ускоряет процесс сбора данных и позволяет работать в труднодоступных местах.

3. Снижение затрат: Использование SLAM снижает затраты на сбор данных за счет уменьшения времени работы и необходимости в использовании тяжелого оборудования.

4. Адаптация к изменяющимся условиям: системы на базе SLAM могут адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды, обеспечивая надежные результаты даже в сложных ситуациях.

Сферы и области применения:

- Съёмка различных зданий, сооружений, конструкций, промышленных объектов
- Фасадная съёмка
- 3D моделирование (BIM-проектирование)
- Создание поэтажных планов
- Подсчёт объёмов сыпучих материалов (песок, щебень, уголь и др.)
- Маркшейдерия
- Лесотаксация
- Инвентаризация

Применение SLAM в строительстве и архитектуре:

- Проектирование и реконструкция: Точные 3D-модели, созданные с помощью SLAM, позволяют архитекторам и инженерам более эффективно планировать и проектировать новые здания, а также реконструировать существующие сооружения.
- Мониторинг и инспекция: SLAM-технология используется для регулярного мониторинга состояния зданий и сооружений, выявления дефектов и повреждений, что позволяет своевременно проводить ремонтные работы и предотвращать аварийные ситуации.
- Управление объектами: 3D-модели, созданные с помощью SLAM, используются для управления крупными объектами недвижимости, оптимизации их эксплуатации и технического обслуживания.
- Историческая реконструкция: Технология SLAM применяется для создания точных моделей исторических зданий и памятников, что позволяет сохранять культурное наследие и проводить реставрационные работы с высокой точностью.

1 (1).JPG 2 (1).JPG

Огромным преимуществом SLAM технологии, в отличие от технологии мобильного сканирования, является то, что мы можем производить съёмку объектов внутри помещений, туннелей, подземных паркингов и других объектов, где нет возможности приёма спутникового сигнала. При этом можно производить непрерывную съёмку, переходя с улицы во внутрь здания или объекта, производя непрерывное сканирование и бесшовную сшивку полученных сканов в реальном времени.