Pomiar schodów laserem - przegląd technologii

Punkt czy chmura?

Systemy pomiarowe 3D precyzyjnie i szybko rejestrują nawet skomplikowane geometrie. Kiedy lepsze są systemy oparte na dalmierzu laserowym, a kiedy lepiej jest korzystać ze skanera 3D?

Tradycyjne metody pomiarowe stają się nieefektywne, gdy mamy do czynienia z krzwywoliniowymi, swobodnie uformowanymi wnętrzami. Nowoczesne systemy pomiarowe 3D nie mają takich ograniczeń. Rejestrują wszelkie kąty czy łuki i następnie przesyłają odrysowaną lub odwzorowaną przestrzeń czy obiekt do komputera. Technologia szybko się rozwija i jest wielu producentów i wiele rozwiązań dla każdego zadania: systemy oparte na laserowych dalmierzach (w literaturze niemieckiej: tachimetryczne), skanery 3D lub nowatorskie hybrydy - połączenie obu sposobów. Co jest lepsze?
A to już zależy od tego jakich danych potrzebujesz i co zamierzasz z nimi zrobić.

Systemy oparte na dalmierzach laserowych 3D ..

.. pobierają dane selektywnie, a każdy punkt musi być osobno namierzony.
Systemy takie składają się zwykle ze statywu i zamontowanego na nim obrotowego laserowego urządzenia do pomiaru odległości wyposażonego w interface komunikacyjny Bluetooth czy WiFi lub rzadziej - z jakiejś innej, specjalnej jednostki pomiaru 3D.
Po ustawieniu i kalibracji urządzenia na budowie, punkty pomiarowe są "zbierane" poprzez naprowadzanie lasera na interesujące nas miejsca ręcznie lub padem sterującym silnikami urządzenia. Przechwytywane są tylko te dane, które są rzeczywiście potrzebne (punkty, linie, łuki). Przechwycone dane, czyli pomiar to nic innego jak ..odrysowany obiekt. Teraz dane są przesyłane do programu związanego z systemem (o ile taki jest w wyposażeniu) i mogą być sprawdzone, skorygowane. Albo - jeżeli system nie ma swojej aplikacji to dane przechowane są w pamięci i dopiero w biurze eksportujemy je w którymś z popularnych formatów (DXF, DWG) do aplikacji typu CAD.

Niektóre systemy mogą automatycznie pobierać dane pomiarowe na linii lub na powierzchni (skanować punktowo), na przykład w celu wykrycia nieregularności powierzchni.
W niektórych systemach oprogramowanie dostarczane wraz z systemem pomiarowym umożliwia odwrotną projekcję punktów geometrycznych z pliku CAD w celu oznaczenia punktów wierceń lub wzorów na ścianach, sufitach lub podłogach za pomocą wiązki laserowej.

Pomiary laserowe 3D - system oparty na dalmierzu

Skaner laserowy 3D...

.. nie mierzy obiektów selektywnie, ale skanuje całość w krótkim czasie generując miliony punktów pomiarowych 3D zwanych "chmurą punktów". Skaner dobrze się sprawdza, jeżeli budynek lub pomieszczenie ma wiele elementów i kształtów, obiekty są nieregularne lub konstrukcje są niewielkie, a muszą być dokładnie zarejestrowane. Skan 3D ma tę zaletę, że nie można zapomnieć o żadnym elemencie, z drugiej strony mamy ogromne ilości danych, także tych, których nie potrzebujemy.
Zasada jest prosta: skaner laserowy podczas obrotu o 360 ° całkowicie skanuje wszystkie otaczające obiekty i zapisuje dane geometrii jako wartości współrzędnych przestrzennych. Zintegrowany aparat cyfrowy dodatkowo generuje panoramy zdjęć 360 °. Ponieważ skaner nie może mierzyć przez masywne komponenty, jak w przypadku systemów opartych na dalmierzu, zazwyczaj konieczne jest posiadanie wielu lokalizacji w różnych punktach widzenia.
Proces pomiarowy przebiega tak szybko, że nawet trudne zadania pomiarowe są wykonywane w ciągu kilku minut. Jednak ta przewaga czasowa topnieje w późniejszej pracy nad oceną chmury punktów, która jest czasochłonna. Dane pomiarowe są przekazywane bezpośrednio do programu CAD, filtrowane i "wyłuskiwanie" potrzebnych nam punktów pomiarowych odbywa się ręcznie, pół-automatycznie poprzez konwertowane na elementy CAD (linie, łuki, prostopadłościany, cylindry) lub poprzez komponenty BIM (BIM, czyli modelowanie informacji o budynku). W celu szybkiej oceny, cięcia lub przekroje mogą być generowane przy stosunkowo niewielkim wysiłku przez proste ułożenie płaszczyzny przekroju przez chmurę punktów.

Nowe systemy hybrydowe..

.. w 2017r Hottscan wprowadził nowatorski system pomiarowy 3D oparty na nowych zasadach pomiaru. Nowoczesna technologia potrzebuje niewielu punktów by wygenerować model 3D pomieszczenia (urządzenie skanuje otoczenie podobnie jak skaner laserowy, ale ze znacznie mniejszą prędkością i gęstością punktów). W ciągu kilku minut hottscan rejestruje się około 40 punktów pomiarowych pomieszczenia. W razie potrzeby dodatkowe punkty pomiarowe mogą być rejestrowane ręcznie lub zdalnie.
Z pojedynczych zdjęć wykonanych równolegle tworzona jest panorama przestrzenna 3D wysokiej rozdzielczości. Po przesłaniu danych pomiarowych i zdjęć kolejnym krokiem jest oprogramowanie do modelowania pomieszczeń. Oprogramowanie to umożliwia identyfikację i dokumentację pomiaru, wymiarowanie dowolnych pozycji i badanie złożonych warunków. Po skonstruowaniu powierzchni podłogi lub sufitu oprogramowanie może uzupełniać brakujące części za naciśnięciem przycisku. Powstałe szkice CAD mogą być przenoszone za pomocą interfejsu do CAD lub programów ofertowych lub rozliczeniowych lub przetwarzane bezpośrednio.

Zmierz sobie sam. Czy to się opłaca?

Jeśli chcesz mierzyć cyfrowo na placu budowy, musisz wydać trochę więcej pieniędzy niż na linijkę, taśmę, ołówek i papier. Koszty wynoszą od 1500 dla prostych przedmiotów z kilkoma punktami pomiarowymi i 14.000 euro dla w pełni wyposażonych systemów opartych na dalmierzach oraz od 15.000 do 50.000 euro i więcej dla skanerów laserowych 3D o różnych dokładnościach pomiarowych.
Ponadto istnieją roczne koszty kalibracji i konserwacji (od 1.000 do 4.000 euro). Bez względu jakiego systemu używamy: pomiary 3D nie są dostępne po naciśnięciu przycisku. W związku z tym przy pomiarach tachymetrycznych każdy punkt pomiarowy musi być indywidualnie ukierunkowany. W przypadku dużych i złożonych obiektów z wieloma punktami pomiarowymi może to stanowić wyzwanie.
Im bardziej skomplikowana geometria, tym bardziej rozdrobniony jest obiekt, tym bardziej złożona jest detekcja pojedynczego punktu i tym bardziej warto skanować laserowo 3D. Jeśli jednak potrzebujesz tylko okazjonalnych pomiarów, powinieneś najpierw dokładnie przemyśleć, czy opłaca się zainwestować we własny system pomiarowy lub czy usługa pomiaru nie jest bardziej opłacalna.

Użytkownik z praktyki.. stolarz

Mistrz stolarski Matthias Elbracht w swojej pracy jest zwolennikiem systemu opartego na dalmierzu (Flexijet 3D) i mówi: „Oprócz stosunkowo niskich kosztów zakupu i serwisu (około 14.000 i 1.000 euro rocznie), zaletą jest to, że nawet podczas pomiaru punktów 3D, linie, polilinie, okręgi i łuki kołowe, tworzony jest kompletny model krawędziowy CAD pomieszczenia, który można przesłać bezpośrednio z placu budowy do biura w celu przetwarzania CAD. Na przykład blaty kuchenne, blaty, szafki wnękowe lub komody mogą być precyzyjnie wykonane i dopasowane. Tekturowe szablony na schody lub inne obiekty nie są już potrzebne, dane z pomiar można przenieść bezpośrednio do programów produkcyjnych. Ponieważ punkty z rysunku CAD mogą być ponownie użyte na placu budowy, system nadaje się również jako pomoc montażowa, na przykład do pomiaru punktów mocowania szafek ściennych lub wiercenia otworów pod reflektory w drewnianym stropie."

Użytkownik z praktyki.. architekt

Johannes Rechenbach, architekt i dostawca usług z Laser Scanning Architecture, jest przekonany o zaletach skanera laserowego 3D (Faro), ale radzi sprawdzić prawdopodobną częstotliwość użytkowania przed zakupem urządzenia: „Skanery laserowe są bezkonkurencyjne, zwłaszcza w przypadku dużych, złożonych i bardzo szczegółowych obiektów nawet nierówności ściany lub podłogi są rozpoznawane wcześniej. Nie zapomina się o żadnym pomiarze i na podstawie równolegle utworzonej panoramie 360 - na przykład - monter może z wyprzedzeniem podejrzeć miejsce budowy i możliwe problematyczne punkty. Jednak zakup ma sens tylko przy wielokrotnym miesięcznym użyciu, ponieważ cena zakupu obejmuje roczne koszty kalibracji i konserwacji w wysokości około 5000 euro. Przy niższym wykorzystaniu usługa skanowania jest lepszym wyborem."

Na podstawie artykułu w BM-online.de