Лазерный мир

Кулеш А.А. // Инновации и инвестиции. 2023

Данная статья рассматривает положительные и отрицательные стороны применения лазерного сканирования при 3D-проектировании промышленных объектов. Лазерное сканирование является новейшей технологией, целью которой является создание цифровой модели местности, в том числе и конкретного объекта. Активное применение лазерного сканирования в России получило широкое распространение в области инженерных изысканий, особенно при обеспечении картографическими данными крупного масштаба для проектирования и строительства промышленных и трубопроводных объектов, месторождений и водохранилищ в дальних и труднодоступных регионах. На сегодняшний день лазерное сканирование играет важную роль в геодезических работах. Лазерное сканирование — это высокоточная технология, которая использует лазерный сканер для обработки аэрофотоснимков. Лазерный сканер является новым оборудованием для проведения любых геодезических работ. Лазерный сканер с поддержкой высокоскоростного сканирования выводит данные реальной поверхности в цифровом формате и передает их в пространственную систему координат. Каждая технология имеет свои преимущества и недостатки, и хотя лазерное сканирование имеет множество преимуществ, у него также есть свои недостатки. Внедрение лазерного сканирования требует значительных затрат, особенно если требуется высококачественная работа. Для многих предприятий высокие первоначальные затраты могут стать препятствием. Также в статье описаны методы использования лазерного сканирования и ее точность. Рассматриваются преимущества, возможности и недостатки применения лазерного сканирования.

Данная статья рассматривает положительные и отрицательные стороны применения лазерного сканирования при 3D-про-ектировании промышленных объектов. Лазерное сканирование является новейшей технологией, целью которой является создание цифровой модели местности, в том числе и конкретного объекта.

Активное применение лазерного сканирования в России получило широкое распространение в области инженерных изысканий, особенно при обеспечении картографическими данными крупного масштаба для проектирования и строительства промышленных и трубопроводных объектов, месторождений и водохранилищ в дальних и труднодоступных регионах. На сегодняшний день лазерное сканирование играет важную роль в геодезических работах. Лазерное сканирование — это высокоточная технология, которая использует лазерный сканер для обработки аэрофотоснимков. Лазерный сканер является новым оборудованием для проведения любых геодезических работ. Лазерный сканер с поддержкой высокоскоростного сканирования выводит данные реальной поверхности в цифровом формате и передает их в пространственную систему координат.

Каждая технология имеет свои преимущества и недостатки, и хотя лазерное сканирование имеет множество преимуществ, у него также есть свои недостатки. Внедрение лазерного сканирования требует значительных затрат, особенно если требуется высококачественная работа. Для многих предприятий высокие первоначальные затраты могут стать препятствием. Также в статье описаны методы использования лазерного сканирования и ее точность. Рассматриваются преимущества, возможности и недостатки применения лазерного сканирования.

Ключевые слова: лазерные технологии, лазерный сканер, воздушное лазерное сканирование (ВЛС), цифровые ЗD-мо-дели, область применения, преимущества и недостатки технологий, геодезические работы, точность съемки.

Лазерное сканирование в России еще недостаточно широко распространено и развито, но интерес к данным технологиям, безусловно, растет.

По оценкам западных изданий, в 2020 году спрос на 3D-лазерное сканирование в строительстве составлял всего 20%. Спрос увеличился минимально до 22 процентов в 2021 году, но год спустя он вырос до 57 процентов в 2022 году. По оценкам, ежегодные темпы роста 3D-ла-зерного сканирования в настоящее время составляют около 15 процентов. В 2020 году он оценивался в 3 миллиарда долларов, и ожидается, что к 2026 году он вырастет до 10 миллиардов долларов.

Лазерные технологические системы, включая и лазерные сканеры, весьма востребованы в разных отраслях России. На рисунках 1 и 2 (на основе анализа запросов на оборудование) представлены диаграммы распределения спроса на лазерные системы по отраслям промышленности и основным процессам.

Лазерное сканирование подразделяют по назначению и методике реализации задач на три вида: наземное, воздушное и мобильное.

Наземное сканирование с созданием трехмерных моделей и конструкторской документации применяется для проведения детальной сьемки объектов, таких как:

Рисунок 6 — Преимущество наземного лазерного сканирования

Следует отметить и ограниченность программного обеспечения, которое зачастую не учитывает конструктивного многообразия архитектурных объектов, поэтому отдельные массивы точек приходится заносить вручную и ограниченность по работе в местах с отрицательно температурой.

Таким образом технологии наземного лазерного сканирования являются инструментом автоматизированного моделирования объектов капитального строительства, включая этапы инженерных изысканий, архитектурно-строительного и организационно-технологического проектирования, строительства, эксплуатации, реконструкции, модернизации, капитального ремонта, реставрации, вывода из эксплуатации, сноса и утилизации объекта.

Основным принципом работы в большинстве конструкций служит лазер, который формирует короткие импульсы света с высокой мгновенной мощностью и измеряет время, за которое они вернутся. Тем самым можно вычислить расстояние до объектов и расстояние между ними с помощью простейших программных вычислений на компьютере.

Полученные данные и параметры лазерного сканера легко используются для построения 3D-моделей местности, ортофотопланов и чертежей, городского планирования и топографии исследуемого региона. С помощью данной технологии можно определить высокоточную модель местности, а также объектов, расположенных на ней, что в свою очередь позволяет существенно облегчить и упростить процесс планирования земельных работ, а также оптимизировать организацию инфраструктуры на объекте строительства.

Одним из больших преимуществ лазерного сканирования в строительстве промышленных объектов является координация строительства, особенно во избежание конфликтов между различными системами (например, HVAC, электричество, сантехника). Кроме того, стороны могут обмениваться данными, чтобы облегчить удаленную координацию. Сканирование выполняется не только в начале проекта; его можно выполнять в разные моменты временной шкалы, чтобы помочь зафиксировать вехи, уменьшить потребность в изменении заказов и передать работу другим специалистам. Лазерное сканирование в строительстве также может помочь отследить, где были допущены ошибки, и быстрее найти решение.

Таким образом, можно утверждать, что лазерное сканирование при 3D-проектировнии промышленных объектов — является востребованным и современным направлением геодезических исследований, которое позволяет за короткий промежуток времени изучить большие площади территорий. Конечно же, стоит обратить внимание на плюсы и минусы ВЛС, а также постараться устранить все недочеты, чтобы в дальнейшем было комфортнее работать. На данный момент исследования не стоят на одном месте, активно ведутся работы.

Полное содержание статьи на https://cyberleninka.ru/article/n/vozmozhnosti-i-preimuschestva-lazernogo-skanirovaniya-pri-3d-proektirovanii-promyshlennyh-obektov/pdf