Intergeo 2013 Essen。 ドイツ レーザースキャン

こんにちは、Habrasociety様。



このイベントは、いくつかの面でお伝えしたいことですが、狭い円で広く知られていることによるものです。 Intergeoについて少し話をしましょう。



これは、20年以上にわたって毎年ドイツで開催されている測地線地図経済の成果の展示会です。 測地学、地図作成、写真測量、GIS、空間モデリングなどの領域に影響を与えるような大きなイベントはありません。 主要なリーダーシップワークショップがありますが、通常は同じブランド（ESRIなど）に基づいています。



Intergeoでは、多くの分野の現在の開発状況を評価したり、最新の開発状況を確認したり、メーカーと直接連絡を取ることができます。 この展示会への企業の参加は、世界市場での位置付けとして直接評価することができます。





当初、私は展示会で発表されたすべての分野の事後レビューを行うことを計画していましたが、展示会で収集された資料を分析した後、このために数週間が必要であることに気付きました。 したがって、この投稿では、最近注目を集めることができないほどの勢いを得た、若くて有望な方向についてのみ説明します。 レーザースキャンの現在の状態を議論することを提案します（3Dモデリングにわずかな偏りがあります）。



それとは別に、私は展示会の以下の側面が測量技師として私に主に興味を持っていたことを示したいと思います。



短いものではありますが、歴史への短い脱線から始めましょう。 デジタル測地技術、特にレーザー距離計の開発により、レーザースキャナーを組み立てる最初の試みが非常に予測可能になりました。 このようなデバイスの最初の言及は、90年代半ばにさかのぼります。 たとえば、1991年にサイバーウェアが小さなオブジェクトをスキャンできるデバイスをリリースした場合、これらのスキャナーは医療で使用されることになっています。 これらのデバイスは測量には適していませんでしたが、原理はすでに定義されています。



1998年に最初の測地スキャナーがCyraxモデル2400の下に登場し、ほぼ同時にRIEGLスキャナーLMS Z 210が登場しました。3年後、Cyraxはライカに買収されましたが、リーグルは独立したメーカーとして市場に残っています。



レーザースキャナーの機能と、なぜ必要なのかを簡単に説明します。 核となるのは、トータルステーションのようなスキャナーは、レーザー距離計を備えたゴニオメーターです。 唯一の違いは、スキャナーが単位時間あたり非常に多くの測定を実行し、その軸を中心に測定面を回転させることです。 したがって、彼の周りの空間をスキャンします。





スキャンした建物の前にあるTrimble GXレーザースキャナー。 Navgek Engineeringから取得



出力には「スキャン」があります。これは、低い離散性を特徴とするポイントクラウドであり、特定の条件下では連続体として認識できます。 なぜこれが必要なのですか。 複雑な形状のオブジェクト（たとえば、工業施設や歴史的建造物のファサードなど）がある場合、従来の測地学的手段で数学的に正確な画像を再現することは非常に困難です。 スキャナーはより高速で簡単です（ただし、常にではありません）。





点群。 Navgek Engineeringから取得



当初から、レーザースキャンは写真測量撮影と競合していたため、ほぼ同じことを行うことができますが、十分な数の追加条件が必要です。 しかし、それは安いです。 いずれにせよ。 スキャン中に勝ちます。



通常スキャンされるものは何ですか？ 建築-特に古いファサード、パイプ、通路などの束を持つ工業企業、ボリューム-タンク、プラグ、インテリア。 土地の調査やケーブル敷設では、スキャナーはかなり役に立たない。



当然のことながら、この技術はアクティブなプレーヤーを通過しませんでした。 測地市場のすべてのリーダーは、技術の開発（または購入）に熱心に取り組みました。 現時点では、Javadのみがスキャンソリューションを誇っていません（GPSに完全に焦点を合わせているため）。 ライカ、トリンブル、トプコンはスキャナーを製造しています。 それらに加えて、Z + F、Riegl、Faro-スキャナーのみの専門メーカーです。 かつて、UOMZでさえスキャナーをリリースすることを意図し、合板からプロトタイプを見ましたが、どういうわけかそれ以上うまくいきませんでした。 言及は全知の「調査員」にあります。 ロシアのSurphaserスキャナーは存在しますが。



この段階で、レーザースキャンでは、地上レーザースキャンとモバイルレーザースキャンのセグメントを区別できます。



地上部分に関しては、これがレーザースキャナーの主なニッチです。 主な競争相手は技術仕様です-より遠く、より密度が高く、より正確な人は点群を作成できます。 もちろん、より高速です。 誰もが競争に参加しています。 もう1つの傾向は、スキャナーのサイズを小さくすることです。これは、スキャナーのサイズがトースターより大きくないFaroのリーダーです。



最新のトレンドは、コントローラー画面をスキャナー本体自体に統合し、そこから制御操作を実行できるようにすることです。 モニターは小さいですが、ラップトップからのスキャナー管理ソフトウェアは別売りです（ライカとそのCycloneの例）。 ライカP20、Trimble TX5、TopConにはすでにこのようなスキャナーがあります。 しかし、後者は展示会で情報がまったくなく、モデルもないスキャナーを提示しました。 また、内部コントローラーの助けを借りてスキャンゾーンを作成しようとする試みは、「この機能はスキャナー内にありますが、メニュー項目はありません」という言葉でマネージャーによって阻止されました。





コントローラー側の画面を備えたZ + Fスキャナー。



セグメントの最も典型的な代表として、ライカP20スキャナーを検討してください。 範囲-120メートル（フェーズスキャナーには非常に多く）、精度50 mあたり3 mm、100 mあたり6mm。10mの距離で0.8 mmの解像度でスキャンできますが、スキャン時間は約1.5時間かかります。 重量は12 kg、寸法は24 * 35 * 40 cmです。





スキャナーライカP20。 ここから撮影した画像。



これらのデバイスにはもう1つのパラメーターがありますが、残念ながら客観的に評価することはできません。これは外部環境の影響にさらされることです。 どのメーカーも、機器の故障に関する統計を提供していません。 また、他のケースでは、これが主要な決定基準です。 多くの場合、レーザースキャン作業に積極的に参加している企業は、すぐに2台のスキャナーを取得し、最初のプロジェクトの後、そのうちの1台がサービスに参加することに気付きました。 口コミに加えて、特定のモデルの実行可能性を判断することは不可能です。 ライカP20は、偶然にも「粘り強い」ものです。 製造業者は、IP54のクラスと、-20〜+50の動作温度モードを割り当てました。 5年前、そのようなパラメーターはおとぎ話でした。冬には、スキャナーは熱化学加熱要素でカバーをかけました。



このセグメントでの驚きは、外向きに控えめなHi-Targetスキャナーでした。 最初の独立した中国のスキャナーであることを除いて、目立たない。 仕組みは大きな疑問です。 しかし、これはアジアの友人からの最初の兆候なので、彼らは測地線のハイエンドに挑戦します。 ローエンドに関しては、必然的に展覧会の後、最も怠laな中国人はまだ2システムの測地GPSレシーバーをはんだ付けしておらず、デジタルトータルステーションを組み立てていないようです。 それはスキャナーの番でした。





中国初のハイターゲットスキャナー



モバイルレーザースキャンは、近年の傾向です。 以前にも同様の解決策がありましたが、測地市場のすべてのリーダーがこのニッチに突入したことを示したのはおそらくこの展示会だけでした。



各リーダーは、異なるメディアで同様のシステムを実証しました。 ライカ、トリンブル、トプコン、リーグル、ファロは自動車にレーザースキャナーを設置しました。 デバイスのパラメーターは非常に似ているため、Miniの屋根にあるTrimble MX2モバイルレーザースキャナーを見てみましょう。





Mini Roof Trimble MX2スキャナー



もちろん、最初に関心があるのは精度です。 このデバイスは、50メートルで10 mmを主張しています。 この精度は、2つの衛星アンテナと組み合わされた慣性システムの設置により達成されます。衛星アンテナの精度は、後処理中に2〜5 mmの範囲で宣言されます。 視界360度。 距離は250 mですが、そのような距離では精度は5 cmに低下する可能性が最も高くなります。



2番目に興味があるのは、どの速度でスキャンできるかです。 Trimbleはこの情報を直接持っていないので、HDS7000スキャナーをPegasus：One photo systemに取り付けた状態でライカのデータを確認する必要があります。 ほとんどの場合、40 km / hに制限する必要があります。 スタンドの代表者によると、速度はより高速に維持できますが（たとえば、高速道路を撮影するとき）、雲は希薄になり、出口はスキャナーの高速道路に沿って繰り返される通路にあります。





HDS700ライカスキャナー



おそらくこれらのデバイスのコストに言及する価値があります。 レーザースキャナーは安価なツールとはほど遠いものであり、同様の地上ベースのデバイスを購入する場合、80,000ユーロからの価格に頼るべきです。 モバイルソリューションの場合、「すべて込み」を購入すると、問題の価格は約4〜5倍になります。 新しいデバイスの正確な価格をロシアで明確に伝える人はいません。おおよその注文です。



それとは別に、2つの派生ソリューションに注目したいと思います。 1つ目は、クアドロコプターに搭載されたFaroスキャナー（トースターサイズのスキャナー）です。





ファロフライングスキャナー



メーカーは、10 mmの精度で建築写真の理想的なソリューションとして位置付けています。 一番下の行では、最初に建物の輪郭を決定するポイントがトータルステーションによって削除され、次にスキャナーが飛行するルートがクアドロコプターコントローラーに配置されます。 地上からの射撃よりも基本的に優れているのは、デッドゾーンのカバレッジが保証されていることです。 地上からの大きな問題は、屋根と建築の細部の上部要素を取り除くことです。 実際には、多くの場合、これらの詳細は外挿されており、反射の客観性が問題になっています。



なぜこの解決策が悪いのか-精度が低く（地上ベースのスキャナーは2〜3 mmの精度を提供できる）、これまでのところ保護されていません。 私の質問に-このスキャナーはどのような種類の水やほこりから保護されているのか、代表は控えめに答えた。 金属粉塵が空中の光の中にぶら下がっている冶金工場をスキャンした私の個人的な経験を思い出すと、このデバイスは、おそらく長くは飛ばないと言えるでしょう。





Riegl船上スキャナー



2番目のソリューションは、Riegl VMS-250スキャナーです。 ネットワーク上にはまだ情報がありませんが、その特性は他のモバイルスキャナーと同様であると予想されます。 この会社はスキャナーの位置付けをさらに進め、車だけでなく、電車（サンクトペテルブルクとモスクワ間のパイロットプロジェクトも完了しました）および小型ボートに配置することを提案しました。 グローバルな考え方は、多くの表面構造（橋、プラットフォーム、係留）を地上スキャナーで取り外すのは信じられないほど難しい（または単に不可能）ですが、スキャナーでヨットに近づくことは十分に根拠のある決定です。



理論的には、上記の2つのソリューションは競合する可能性があります。 つまり 構造物まで飛び立つか泳ぐかを選択できます。 しかし、Faroのソリューションは未完成であり、Rieglはロシア市場を含め、このシステムを提供する準備ができています。



これらの2つのセグメントに加えて、市場にはさらに2つのスキャン方向がありました-手動モデル、つまり このデバイスは、ヘリコプターの側面から人とLIDARをスキャンできます（地上のスキャナーの前から始まった非常に古い方向）。 特定の理由で、私はそれらにあまり注意を払いませんでした（1つ目は測地学には適用できません、2つ目はすでにかなり理解可能です-低精度と植生の問題、同時にロシア連邦での組織の莫大なコストと複雑さ）。





人の手動スキャン。 プレゼンテーション



スキャンの問題は、レーザースキャナー自体だけでなく、結果の素材の処理にもあります。 通常、プロセスは次のようになります。



スキャン-ソーイングスキャン-スキャナーメーカーのソフトウェアでのモデリング-CADへのエクスポート-モデルの完成-モデル図面の受信-図面設計。



上記の各段階で、理想からかけ離れたソリューションが適用されます。 すべての問題をリストすることは意味がありませんが、各段階でソフトウェアが頭に浮かびます。



ライカサイクロンは、球体（隣接するスキャンを接続するために、標準化されたボールがオブジェクトに掛けられ、ソフトウェアによる認識により点群を減らすことができます）だけでなく、構造要素（たとえば、パイプの曲がり、金属構造の端-チャンネル）、それらは球体の役割です。



Cubitソフトウェアを使用すると、メーカーのソフトウェアのモデリングフェーズを除外して、点群を直接CADに入力できます。



標準構造のモデリングには特別な注意が払われており、ほとんどのメーカーは標準オブジェクトを作成できるという結論に達しました（たとえば、GOSTによると1220 mmのパイプがあります-これはカタログから選択されたパイプの直径です）、それらは自動的にクラウドに入力されます。



どのような結論を出すことができますか。 レーザースキャンは、最初の実験の段階をすでに生き延びており、測地調査の別の方向に形をとっています。 開発はまだ進行中ですが、地上セグメントがすでに形になっている場合、モバイルレーザースキャンはまだ初期段階にあります。 シミュレーションはより便利で高速になります。つまり、この技術のカメラステージはプロジェクト全体の期間の80％に達する可能性があるため、スキャン技術は工数により徐々に安くなります。これは非常に重要です。



ロシアでは、レーザースキャンも開発されています。 さまざまな企業の管理者によると、私たちと連携しているそのようなデバイスの数は最初の100台をはるかに超えています。 彼らが明確に認識している外国企業にとって、ロシアはこれらのデバイスの主要市場の一つです。 建設、再構築、研究-あらゆる場所でレーザースキャナーを見つけることができます。