Лазерный мир

Дорошенко Илья Олегович, Медведев Никита Владимирови // Наука и молодежь. Материалы XIX Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Барнаул, 2022. С. 59-61. 

Все чаще при изысканиях на автомобильных дорогах используются современные технологии, позволяющие получить более достоверные данные для дальнейшей камеральной обработки при разработке проектов на ремонт и реконструкцию автомобильных дорог и не только. Одной из таких технологий является лазерное сканирование, которое позволяет получить данные высокой точности. Была рассмотрена целесообразность применения современных технологий мобильного лазерного сканирования при производстве работ на автомобильных дорогах.

Мобильное лазерное сканирование или сокращенно МЛС, является на данный момент одним из высокотехнологичных методов геодезической съемки при различных видах изысканий [1].
Основным преимуществом данной технологии является то, что съемка производится с помощью автомобиля, на котором установлен специальный сканер, производящий съемку. При этом автомобиль может ехать с нормальной скоростью транспортного потока и при этом скорость съемки и движения совпадает, что позволяет в кротчайшие сроки получить необходимые данные для дальнейшей разработки проектов автомобильных дорог или принятия решения о назначении ремонтных работ.

Одним из существенных недостатков данного метода является его цена, в связи с чем проектным и обслуживающим организациям может оказаться невыгодным приобретать столь дорогостоящее оборудование. Однако выходом из этой ситуации является то, что все больше появляется компаний на рынке, имеющих данную технику и готовых за умеренную цену провести изыскания на нужном участке автомобильной дороги. В первую очередь это связано с тем, что на рынке геопространственной съемки всю большую популярность набирает именно мобильное транспортное сканирование автомобильных дорог и других линейных инженерных объектов, также происходит и увеличение количества поставщиков сканирующих систем и программных продуктов для них, что также оказывает благотворное влияние на развитие данной технологии в России.

Принципиальная схема лазерного сканера представляет собой комбинацию теодолита, лазерного дальномера и сканирующего элемента. Главное же отличие мобильного лазерного сканирования от традиционного заключается в том, что съемку можно проводить с помощью автомобиля при допустимой скорости от 10 до 90 км/ч в зависимости от того какая требуется плотность точек в полученной информации. Таким образом, чем меньше скорость, тем более объемные и точные данные мы в итоге получим. Однако такая точность нужна далеко не всегда, что также является преимуществом перед наземным лазерным сканированием, где всегда м получаем большой объем данных, с которым сложно работать из-за избытка лишней информации и большей нагрузки на вычислительную технику.
При проведении съемки сканер проводит сканирование местности с углом обзора в
360 градусов, при частоте сканирования миллион импульсов в секунду. Кроме того благодаря использованию совмещенных со сканером инерциальных систем, которые сопряжены с GPS и ГЛОНАСС можно с легкостью вычислить координаты каждой точки на местности в тот момент, когда производилось измерение [1].

В конечном счете, мы получаем облако точек (рисунок 1), которое в дальнейшем используется для проведения работ по проектированию реконструкции и ремонта автомобильных дорог, либо определения опасных участков на эксплуатируемых дорогах и с чем данное явление может быть связано.

Кроме того, в зависимости от сканера мы можем получать данные на расстоянии до 1 километра, что дает возможность получить информацию на приличном расстоянии от автомобильной дороги.

Кроме ремонта и реконструкции мобильное лазерное сканирование на автомобильных дорогах используется для следующих целей:

• топографическая съемка линейных объектов;
  создание ЦММ, ЦМР и цифровых моделей дорожного покрытия;
• анализа уклонов проезжей части, обочин и откосов;
  для создания паспорта на автомобильную дорогу;
  оценка зон видимости и зон скопления ДТП.

Главными преимуществами таких систем является их точность, возможность определения деформаций покрытия (в том числе ровности и колейности), съемка в сложных, стесненных условиях без перекрытия движения, а также равномерность плотности точек по всей длине участка сканирования.

Однако явными недостатками системы является зависимость от погодных условий, так как нежелательно работы мобильных сканеров при различных осадках (дождевых и снеговых), кроме того эксплуатация в зимнее время вообще невозможна из-за температуры работы сканера от 0 до плюс 45 градусов Цельсия. Самым же главным недостатком данного способа является его высокая цена по сравнению с традиционными методами сканирования, что снижает заинтересованность у дорожных организаций в их использовании.

Таким образом, применение данной технологии хоть и возможно, но с учетом цены, скорей всего наибольшее применение она получит только после снижения стоимости которое может произойти только после насыщения рынка данными сканерами, а также дальнейшего развития различных методов и технологий лазерного сканирования местности.

Полное содержание на https://elibrary.ru/item.asp?edn=ijffrt