Указание лазерного сканирования услуги

Все больше руководителей проектов призваны использовать технологию лазерного сканирования. Тем не менее, мало информации, чтобы помочь с его спецификацией. В этой статье рассматриваются основы лазерного сканирования и параметры, которые должны быть включены при определении этих услуг.

Лазерное сканирование быстро становится стандартным методом для технологических, энергетических и инженерных оффшорных и дизайн-проектов. Лазерное сканирование было показано, сократить расходы, улучшить графику, повышение качества и повышения безопасности, - в результате до 80% снижения в проекте переделки - что делает его привлекательной альтернативой ручного сбора данных и другие методы.

Эта статья посвящена объемная лазерного сканирования зданий и сооружений, а не лазерного тахеометры или другого традиционного обследования оборудования или технологии. Ее целью является помощь руководителям проектов получить более глубокое понимание основ лазерной технологии сканирования и узнать, какие характеристики важны - не погрязнуть в ажиотажа или запутанным, а иногда и противоречивые, набор аппаратных средств и программного обеспечения требований производительности. Вполне возможно, основные знания и подготовку на ранних, чтобы создать ставку характеристики лазерного сканирования услуг, практические и которые приведут к положительным результатам проекта каждый раз.

Лазерное сканирование терминологии

Лазерный сканер представляет собой устройство, генерирует пространственной информации для сферического объема с помощью устройства, лазерные измерения и рулевого устройства. Она отличается от традиционного оборудования исследования в том, что он разработан специально для высокой скорости передачи данных и работы в сложных неструктурированных средах. Сканер условиях лазер, лазерный 3D лазерный сканер камеры, камеры 3D лазерной и световой локации (LIDAR), как правило, считаются эквивалентными.

Лазерного сканирования (или сканирование) является одной данных, собираемых с помощью лазерного сканера области. Лазерного сканирования с лазерным сканером примерно аналогичные цифровые фотографии для цифровой камеры. Лазерного сканирования иногда называют помутнения или облако точек. Этот термин происходит от точечных появление сканирование с низкой плотностью лазера. Цели помещаются в области для выявления конкретных известном месте в лазерном сканировании.

Регистрация представляет собой процесс интеграции многочисленных лазерного сканирования с нескольких мест размещения лазерного сканера в единый центральный системе координат. Результатом является зарегистрированным сети лазерного сканирования (или зарегистрированные сети). Этот процесс также называют шить или слияния.

основы лазерных измерений

Что такое лазерного измерения расстояния и как это работает? Проще говоря, устройство лазерного измерения используется лазер для вычисления расстояния до объекта, излучающего лазера от передатчика, который бьет объект и рассеивается. Лазерной энергии, что отражается обратно в направлении передатчика собраны и измерить. Важно понять, что только свет, который отражается обратно измеряется. Таким образом, лазерные измерения на объектах, которые являются блестящими, крайне диффузным или при наклонном углом к датчику трудно, независимо от того, метод, используемый для расчета расстояния.

Есть две общие методы, используемые для измерения расстояния. Первый и самый распространенный метод использует импульсы лазерной энергии (импульса основе); вторая использует поэтапный непрерывной волны лазерной энергии (этап основе).

Импульсный основе. Наиболее распространенный тип лазерного измерения используется время пролета лазерного для вычисления расстояния. В этих системах импульсного лазерного энергии излучается и часы начали. Часы остановились, когда энергии импульсного лазерного возвращается к приемнику. Прошло время используется для вычисления расстояния. Импульсных систем, основанных на относительно простой, с большего расстояния свойства (50-500 м), но относительно низкой скорости передачи данных (как правило, 1,000-20,000 измерений в секунду).

Фаза основе. Второй тип лазерного измерения используется расчет разности фаз для вычисления расстояния. В этих системах непрерывного пучка лазерного энергии излучается, но модуляции пучка. Получил лазерной энергии по сравнению с передаваемой энергии определить фазовый сдвиг, который затем используется для вычисления расстояния. Фаза-системы являются более сложными, с меньшим расстоянием свойства (как правило, от 50-60 м), но гораздо более высокие скорости передачи (100,000-500,000 измерений в секунду).

Учитывая, что Существуют по крайней мере два способа определить расстояние, которое надо использовать? Ответ зависит от ваших потребностей. Если требуется сравнительно мало данных на большие расстояния, то импульс основе хорошая технология для использования. Это наиболее характерно для гражданского строительства, таких как разработка карьеров и ландшафта. Если вам нужна плотная данных на короткие хребты, затем постепенно основе является наиболее подходящей технологии. Весьма обычно используется для создания интерьеров и экстерьеров, технологических объектов, а также других плотных структур. Этот тип сканера также отлично подходит для выполнения крупных проектов в короткий много времени из-за его высокой скоростью сбора данных.

Лазерное сканирование услуг характеристики: Какие из них являются важными?

Типичный лазерный сканер имеет длинный список технических характеристик. Мощность лазера, размер пятна, отражения ответов, линейность, а также множество других параметров включены. Многие из этих характеристик являются чисто информативный характер и не легко приравнять к выполнению лазерный сканер для проекта. Другие важные характеристики, не связанные с лазерным сканером, а к поставщику услуг делает сканирование.

Для уточнения лазерного сканирования услуг, параметры должны включать глаз безопасность, точность измерений, пространственное разрешение, калибровка (в том числе повторяемость и изменчивость), температуры и увлажнения компенсации, а также регистрационные данные.

Глаз безопасности. Лазеры с длиной волны в видимой области спектра, как правило, используется для получения глаза класса II рейтинг безопасности (см. вставку). К сожалению, эти страдают от повышенного уровня шума за счет окружающего освещения, и измерения объектов, а также бесплатный цвета может быть трудным. Например, если у вас есть проект с красной оборудования и трубопроводов, во избежание лазерные сканеры, которые используют зеленый лазер, и вместо этого использовать лазерные сканеры, которые используют красный и инфракрасный лазеры. Ближней ИК-лазеров, как правило, выбрали потому, что они облегчить многие вопросы, окружающего шума (ошибочных измерений из-за условий окружающей среды), но к сожалению, даже при низких уровнях мощности устройств класса III устройств в связи с характером правил лазерной безопасности.

Итак, как вы используете эту информацию для создания спецификации для вашего проекта? Во-первых, убедитесь, что лазерное сканирование сервисная компания может доказать, что оно выполнило закон США с классификацией его оборудования, попросив, чтобы увидеть его лазерной технике безопасности. Каждый производитель, необходимо правильно определить ее оборудования и должны быть счастливы, выполнить любой запрос о проверке или классификации. Во-вторых, быть уверенным, что услуги компании, которые будут использовать лазерное оборудование хорошо умеют им пользоваться и официальные программы обеспечения безопасности в целях обеспечения соблюдения всех OSHA и CDRH правил. Лечить лазерного сканирования, так же, как другие профессии судов. Вы не должны понимать в тонкостях политики безопасности и правила, вы просто должны быть уверены, что они выполняются и безопасной результате произойдет.

Точность измерений. Типичные цели проекта лазерного сканирования для технического применения является предоставление достоверной информации измерения. Это позволяет новой конструкции для включения в существующие объекты, обеспечивая точное местоположение тай-модулей и интерфейсов между новой конструкции и имеющегося оборудования. Это может быть достигнуто путем указания точности измерений.

Точность измерений является способность генерировать физические размеры помощью лазерного сканирования данных, правильный метрически в пределах указанного допуска. Проще говоря, это дает возможность измерения физического объекта и получить правильный размер и расположение в пространстве с помощью данных, полученных с лазерного сканера.

Точность измерений определяется как ± количество, как правило, в дюймах. Это единственный параметр включает в себя множество других характеристик в простой, легкий в меру и простой оценивать спецификации, которые могут облегчить много путаницы. Для практических целей, то нижний предел этого количества составляет ± 1 / 4 дюйма Тем не менее, можно добиться ± 1 / 8 дюйма на конкретные объемы. Если поставщик услуг предлагает лучше, чем это, спросите, подтверждающие обоснованность и реальной демонстрации перед считаем, что на веру.

Хотя спецификация лазерный сканер лист может включать в себя множество других параметров, таких как точки точность, размер пятна или максимальную дальность, то нет необходимости включать их при точности измерения указаны данные. Спросите себя, когда вы указываете традиционного опроса, вы когда-нибудь читать спецификации, на общую станции? Как правило нет, то укажите, что вы хотите, и пусть цифра услуг из остальных.

Пространственное разрешение. Установив спецификации точности измерений, вы должны также эффективно установить спецификацию пространственным разрешением. Пространственное разрешение является расстояние между отдельными измерениями в лазерном сканировании. Поскольку лазерный сканер угловой устройство, этот интервал линейно зависит от расстояния от сканера. Таким образом, любые спецификации пространственное разрешение должно также сопровождаться целым рядом значение, например, 1 / 4 дюйма на 60 футов, или ограничения на весь сканирования (не хуже, чем 1 / 4 дюйма).

Существует тесная связь между пространственным разрешением и точностью измерений. Без надлежащего разрешения сканирования, это не представляется возможным точно определить форму и размер материальных объектов. Возьмем, например, измерения ширины колонки (рисунок). Поскольку данные лазерного сканирования является цифровым, мы работаем с места отдельных измерений. Уведомление, что происходит на краях, если измерения расстояния была такова, что край с каждой стороны колонны чуть было не с лазерного сканирования. Это означает, что первое измерение колонка будет внутри передней кромки колонке на расстояние одного измерения. Когда колонна измеряется, то результат будет реальный размер - 2 * пространственным разрешением. Единственный путь к достижению заданной точности измерений будет использовать пространственным разрешением 1 / 2 точность измерений. Поэтому, если вы укажите точность измерения ± 1 / 4 дюйма, а затем с пространственным разрешением до ± 1 / 8 дюйма также должно быть указано.

Калибровка. Лазерные сканеры являются значительно более сложными, чем общая станции или иного документа, обследования. Каждый лазерный сканер представляет собой набор движущихся частей с оптикой, моторов и электроники. Бедные калибровки приведет к непоследовательным и неправильные результаты проекта, а также обладающий головные боли. Для достижения заданной точности измерений и пространственное разрешение, надлежащей калибровки требуется для каждого проекта и доказательство этого калибровки должны быть включены в любой спецификации.

Как вы оцениваете калибровки? Вам не понять, как оборудование калибруется так как это может быть очень технических и даже частной собственностью. Вместо этого, сосредоточиться на результаты калибровки тестирования. Повторяемость и изменчивость два тестовых параметров, которые можно быстро найти ошибки калибровки. Калиброванный лазерный сканер должен пройти испытания в контролируемых условиях для обоих этих параметров и результаты должны быть обеспечены результатов проекта.

Повторяемость. Чтобы правильно выполнить тест повторяемость, поставщик услуг должен взять несколько изображений контролируемых сцене, и сравнить результаты статистически определить сумму разницы. Количественные, статистические данные основе резюме, необходимое для оценки повторяемости - качественная оценка не является достаточным. Лазерный сканер должен быть повторяемые в терпимости, необходимые для обеспечения точности измерений спецификации достижимыми. Лазерного поставщик может установить эту терпимость, но она должна быть оправданной.

Изменчивость. Это измерение качества калибровки по всему полю зрения лазерным сканером. Изменчивости испытаний осуществляется путем снятия сканирование контролируемой сцены из нескольких точек зрения, но с большой степенью общности. Сканер установок должны быть разными по возможности, сохраняя при этом общий охват. Измерения сделаны в данных между известные объекты в сцене и сравниваются между проверками. Если сканер хорошо откалиброван, а затем результаты измерений между различными сканирования должна быть в пределах определенной терпимости. Это проверяет, является ли физический объект будет иметь тот же размер при измерении в нескольких изображений. Без этой информации ключевых контрольно-пропускном пункте контроля качества будет не хватать.

Температура и влажность компенсации. Температура играет большую роль в точности измерений. Длина волны лазерного изменяется с температурой, поэтому важно, чтобы любой лазерный сканер, тщательно контролируемой температурой и компенсации. Влияние изменения температуры на лазерной системы измерения, которая не была правильно компенсации может быть крайними, возможно введение дюймов ошибки на выходе. Например, если лазерный сканер, который не температурной компенсацией сканировали комнате, когда температура была изменена с шагом в 5 ° F, пока не будет 30 ° F изменение температуры, данные будут показывать "Русские куклы" эффект, в котором последовательное сканирование лазерного бы стек друг в друга или искривленных между проверками. Чтобы избежать этой проблемы, просто указать, что лазерный сканер температурная компенсация.

Еще один аспект температуры способность лазерного сканера для работы в интенсивных экстремальных температур, особенно сильном огне. В процессе сооружения, это не редкость, чтобы найти сред, 110 F ° и выше. Если это соответствует вашей ситуации, убедитесь, что лазерный сканер предназначен для таких средах или он может оказаться ненадежным и неустойчивым. В том числе это лазерного сканирования спецификации сервиса может спасти вас проблемы в дальнейшем.

Влажность также может влиять на эффективность лазерного сканера. Влажный воздух плотнее, и влияет на измерение. Большая часть оборудования оценивается в 95%, без конденсации влаги, но некоторых районах превышает числе такие, как Хьюстон в августе. В случае если сканирование требуется в местах с повышенной влажностью, убедитесь, что это входит в спецификации.

Данные регистрации. При определении точности измерений, вы также косвенно указать зарегистрированных точности сети. Независимо от качества отдельных лазерного сканирования, если они не помещаются в глобальной системе координат должным образом, в результате точность измерений будет плохим.

Регистрация точность не появляться на любой спецификации, лазерный сканер. Это потому, что это дело рук процесс, используемый поставщиком услуг в сочетании с лазерным сканером, что диски регистрации точности. Любой опытный поставщик будет работать правильно, что процесс регистрации адресов вопросы и должны быть в состоянии предоставить доказательства точности зарегистрированные сети.

Итак, что соответствующий параметр, используемый для оценки качества регистрации? Обычно указанного параметра для регистрации точность Chi2 статистики, которая является хорошо известной и признанной статистической мерой "качество подгонки" для обследования сетей и была использована традиционная практика обследования в течение многих лет. Результате Chi2 испытание простого принятия положительного или отрицательного критериям. Если она проходит, то зарегистрированные сети статистически подходит для допусков требуется, если это не удается, то это не так. Этот простой и однозначный тест должен быть указан в целях уменьшения риска появления неточностей и оценки качества результата. Кроме того, убедитесь, что метод регистрации данных используется услуг может рассмотреть следующие ошибки регистрации данных.

Вращение ошибки. Это худший вид ошибок, которые могут быть введены в регистрации. Вращение ошибки зависит от расстояния от центра сканера и может быть трудно диагностировать. Этот тип ошибки, как правило, вводится через ручные методы регистрации или в плохом положении целей.

Ошибка распространения. Это скопление небольших ошибок из проверки для сканирования сети, как регистрация происходит. Хотя измерения в пределах каждого сканирования может быть в 1/4-in. спецификации, если есть 1 / 4 дюйма Между каждым сканированием, это можно перевести на потенциальных 25 дюйма ошибка между сканирования и сканирования 1 100.

Список литературы. Не спасовал технологии, выбрать поставщика услуг, что оказывает существенное и соответствующей отрасли опыт и хорошие отзывы. Это может оказать серьезное влияние как на эффективность лазерного сканирования и качества предоставляемых данных. Укажите, что провайдер поставить общего числа проектов, осуществляемых, соответствующих промышленным опытом и справочные проектов.

Ощутимые выгоды

Все участники проекта - владелец-операторы, инженеры, дизайнеры, обслуживающего персонала, руководителей проектов и поставщиков оборудования - вероятно, обнаружите, что лазерное сканирование может обеспечить значительную отдачу от инвестиций для любого проекта. Раннее усыновителей нашли его будет безопаснее, быстрее и точнее и передвижные, чем любой другой вариант для сбора и обмена мерной детали существующих объектов. Среди многих материального преимущества:

* Снижение затрат в результате быстрой регистрации asbuilt размеры, тем самым уменьшая переработать области строительства и изменения, и тем меньше продолжительность перерывов

* График оптимизации за счет сокращения времени, затрачиваемого на сбор данных растений, улучшение дизайна эффективности; благоприятных сборных элементов; сведение к минимуму продолжительность строительства, и менее переработать

* Качество аксессуаров от большей аккуратности и точности, что повышает инженерных конструкций

* Повышение безопасности за счет уменьшения воздействия потенциальных опасностей в пределах производственной среды.

Эрик Хоффман

QUANTAPOINT, INC

Эрик Хоффман является президентом и главным исполнительным директором Quantapoint, Inc (E-почта: <a href="mailto:ehoffman@quantapoint.com"> ehoffman@quantapoint.com </>; Веб-сайт: <A HREF = "HTTP: / / www.quantapoint.com "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.quantapoint.com </ A>). Он является пионером в 30 лазерное сканирование. За свой более чем 18 лет в этой области, Хоффман породила несколько патентов, в том числе 360 градусов лазерного сканирования. Он имеет степень магистра в электрической и компьютерной инженерии и бакалавра в области механической инженерии Университета Карнеги-Меллона.