Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 Teorie fungování laserových skenovacích systémů Osnova : 0. Úvod do skenování 1.Základní typy skenerů 2.Základní postup měření a vyhodnocení 3.Vlivy.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 Teorie fungování laserových skenovacích systémů Osnova : 0. Úvod do skenování 1.Základní typy skenerů 2.Základní postup měření a vyhodnocení 3.Vlivy."— Transkript prezentace:

1 1 Teorie fungování laserových skenovacích systémů Osnova : 0. Úvod do skenování 1.Základní typy skenerů 2.Základní postup měření a vyhodnocení 3.Vlivy působící na skenování 4.Porovnání s existujícími metodami měření 5.Závěr

2 2 0. Úvod do skenování Skenování : - neselektivní určování prostorových souřadnic objektu a jejich ukládání do paměti, - provádí se pomocí skeneru, automaticky podle nastavených parametrů, - je řízeno počítačem, - výsledkem je tzv. mračno bodů.

3 3 0. Úvod do skenování Hlavní znaky : - neselektivní určování 3d souřadnic, - obrovská množství bodů (mračna), řádově miliony, - velká rychlost měření, např bodů/ sekundu, - nutná nová forma zpracování, zvláště pro geodety.

4 4 1. Základní typy skenerů Dělení podle principu měření :

5 5 1. Základní typy skenerů Polární skener : - z hlediska principu se jedná o totální stanici s bezhranolovým dálkoměrem (nikoli provedením), - dálkoměr na principu měření tranzitního času nebo fázového rozdílu.

6 6 1. Základní typy skenerů Skener se základnou - jednokamerový : - Souřadnice jsou určovány na základě „protínání z úhlů“ ze základny.

7 7 1. Základní typy skenerů Skener se základnou - dvoukamerový : - Souřadnice jsou určovány na základě „protínání z úhlů“ ze základny, projektor slouží jen k označení bodů.

8 8 1. Základní typy skenerů Dělení podle zorného pole : - kamerový - panoramatický

9 9 1. Základní typy skenerů Dělení podle dosahu,přesnosti a rychlosti skenování : - platí, že čím kratší standardní vzdálenost skenování, tím vyšší přesnost. Podle dosahu : - systémy s velmi krátkým dosahem D1 (0,1m až 2m), - systémy s krátkým dosahem D2 (2m až 10 m), - systémy se středním dosahem D3 (10 m až 100 m), - systémy s dlouhým dosahem D4 (100 m až stovky m) Podle přesnosti : - s vysokou přesností P1 (0,01 mm až 1 mm), - s přesností P2 (0,5 mm až 2 mm), - s přesností P3 (2 mm až 6 mm ), - s přesností P4 (10 mm až 100 mm).

10 10 1. Základní typy skenerů Podle rychlosti : - systémy s velmi vysokou rychlostí R1 (více jak bodů za sekundu), - systémy s vysokou rychlostí R2 (1 000m až bodů za sekundu), - systémy se střední rychlostí R3 (10 až bodů za sekundu), - systémy s nízkou rychlostí R4 (do 10 bodů za sekundu) Nízkou rychlostí měří totální stanice se skenovacím modulem.

11 11 1. Základní typy skenerů Dělení podle dosahu a přesnosti : Základnový skener D1, P1 Základnový skener D2, P2 Polární skener D3, P3 Polární skener D4, P4

12 12 2. Základní postup měření a vyhodnocení 0. Rekognoskace měřeného prostoru. 1.Volba stanovisek pro skenování (kamerový x panoramatický). 2.Signalizace a zaměření vlícovacích bodů (pokud je třeba). 3.Skenování. 4.Vstupní úpravy mračen bodů, spojování jednotlivých skenů. 5.Zpracování měření - aproximace objektů matematickými primitivy (rovina, koule, válec, atd …), - modelování s využitím mnoha plošek (tzv. meshing). 6. Vizualizace (přiřazení barev, materiálů, skutečných barev) a další využití.

13 13 2. Základní postup měření a vyhodnocení Poznámka k vlícovacím bodům : Různí výrobci využívají různé typy signálů pro vlícovací body. Příkladem mohou být kulové fy Mensi, či reflexní fy. Leica (možnost vyhledání v sw).

14 14 2. Základní postup měření a vyhodnocení Poznámka ke spojování skenů : Lze provézt transformací s využitím vlícovacích bodů, ale lze také s využitím sofistikovaných a výpočetně náročných algoritmů spojovat mračna bodů, která mají vzájemný překryt, bez vlícovacích bodů, na základě korelace. Úloha je velmi složitá, měřené body obecně nejsou totožné. Většina současných softwarů tuto operaci nějakým způsobem zvládá, avšak přesnost je velmi závislá na velikosti překrytu a také na jeho členitosti, v některých případech algoritmus selhává.

15 15 3. Vlivy působící na skenování Vlivy působící na množství vráceného signálu -vliv geometrie měřeného objektu, -vliv povrchu měřeného objektu. Vlivy působící na přesnost měření - Přesnost určení délky, -Přesnost určení úhlů. Vlivy zpracování -vlícovací body (+spojování skenů); -aproximace při zpracování

16 16 3. Vlivy působící na skenování Vliv geometrie měřeného objektu

17 17 3. Vlivy působící na skenování Vliv povrchu měřeného objektu Vliv povrchu měřeného objektu Na kvalitě vráceného dálkoměrného signálu se podílejí úhel dopadu a fyzikální vlastnosti povrchu, reflektivita, pohltivost a propustnost. Na kvalitě vráceného dálkoměrného signálu se podílejí úhel dopadu a fyzikální vlastnosti povrchu, reflektivita, pohltivost a propustnost. Je-li celková intenzita dopadajícího záření E, intenzita odraženého záření R, pohlceného záření A a propuštěného záření P, pak platí: Pro reflektivitu ρ, pohltivost α a propustnost π platí:

18 18 3. Vlivy působící na skenování pro měření délek je důležitá pouze ta část záření, která je odražena zpět ke skeneru a dopadá na přijímací senzor dálkoměru rozlišujeme několik základních typů povrchů podle tvaru jejich diagramu reflektivity a) difúzní (sádra, křída..) b) zrcadlový (stříbro) c) rýhovaný (odrazná folie) nejvhodnější difúzní povrch s vysokou odrazivostí – světlý materiál s drsným povrchem (vůči použité vlnové délce)

19 19 3. Vlivy působící na skenování Vliv povrchu měřeného objektu MATERIÁL REFLEKTIVITA / % Bílý papírdo 100% Stavební dřevo (borovice, čistá, suchá)94% Sníh80-90% Bílé zdivo85% Jíl, vápenecdo 75% Potištěný novinový papír69% Listnaté stromytyp. 60% Jehličnaté stromytyp. 30% Plážový, pouštní písektyp. 50% Hladký beton24% Asfalt s oblázky17% Láva8% Černý neoprén5%

20 20 3. Vlivy působící na skenování Vliv povrchu měřeného objektu Vliv povrchu měřeného objektu Byly testovány lesklé barvy, matné barvy, smirkové papíry, kovy, kameny a cihly. Jednotlivé typy povrchů o rozměrech 200 mm x 200 mm byly umístěny do roviny na několika deskách vyrobených z dřevotřísky a potažených bílým laminem. Barvy byly na desky naneseny, kovové plechy a smirkové papíry byly na desky nalepeny a kamenné dlaždice a cihly byly zapuštěny do otvorů, které byly do desek vyříznuty. Povrchy byly zaměřeny pod těmito úhly dopadu: 0; 30; 50; 55; 75; 90 gon ve vzdálenostech 15 m a 25 m od skeneru. Pro každý úhel dopadu a vzdálenost byly pořízeny tři mračna bodů v hustotě 5 mm x 5 mm. Při vyhodnocení byl určen procentně počet bodů, které dopadly na měřený povrch vůči teoretickému počtu bodů, který měl být na povrchu zaměřen. Dále byla každým měřeným povrchem proložena rovina a určeny směrodatné odchylky s N :

21 21 3. Vlivy působící na skenování Vliv povrchu měřeného objektu Povrch Úhel dopadu [gon] Počet bodů % s N [m] černá lesklá barva , , , , ,0007 černá matná barva , , , , Povrch Úhel dopadu [gon] Počet bodů % s N [m] gabro Impala , , , , , ,0012 Smirek , , , , , ,0007

22 22 4. Porovnání s existujícími metodami měření Nejbližší metoda je fotogrammetrie, vzhledem k složitému vyhodnocení zpracování podle testů stejné zakázky trvá srovnatelnou dobu. S kvalitním skenerem je však práce v běžných podmínkách (např. stavba) přesnější, naopak vybavení je nepoměrně dražší.

23 23 5. Závěr Skenování je : + -rychlé, -„levné“ (vyjma počátečních výdajů), -přesné (v porovnání s fotogrammetrií), -Moderní. Problémy skenování : - -stále trpí problémem automatizace vyhodnocení, -není to všelék, v mnoha případech je vhodnější využít starší metody.


Stáhnout ppt "1 Teorie fungování laserových skenovacích systémů Osnova : 0. Úvod do skenování 1.Základní typy skenerů 2.Základní postup měření a vyhodnocení 3.Vlivy."

Podobné prezentace


Reklamy Google