Novinky v laserových skenerech na výstavě INTERGEO 2009 (1. část)

Mezinárodní kongres a výstava geodézie, geoinformatiky a správy nemovitostí INTERGEO pořádané Německým svazem geodetů (Deutscher Verein für Vermessungswesen – DVW) se konaly ve dnech 22. až 24. 9. 2009 v Karlsruhe (Spolková země Bádensko-Württembersko, Německo).

Výstava se konala v areálu výstaviště Messe Karlsruhe ve čtvrti Rheinstätten. Náplní výstavy byly geoinformační systémy, zpracování dat, geodetické přístroje a jejich příslušenství, výpočetní a grafické software, reprodukční technika, fotogrammetrie a kartografie.

Náš zájem byl zaměřen především na oblast terestrických laserových skenovacích systémů, kterých bylo vystaveno velké množství. Proto tento článek obsahuje pouze některé novinky z této oblasti.

Terestrické laserové skenovací systémy

Laserové skenovací systémy umožňují bezkontaktní určování prostorových souřadnic, 3D modelování a vizualizaci složitých staveb, konstrukcí a interiérů s mimořádnou rychlostí, přesností, komplexností a bezpečností. Nasnímaný objekt může být pomocí software zobrazen ve formě mračna bodů, na jejichž základě lze vytvořit model objektu a přenést jej do CAD systému. Většina skenovacích systémů využívá nejmodernější pulzní laserovou techniku pro měření délek a určuje polohu bodů prostorovou polární metodou.

Uplatnění terestrických laserových skenerů je velmi široké, zejména v průmyslu, při stavbě tunelů, zaměření historických, archeologických a památkových objektů, v architektuře, kriminalistice apod.

Laserové skenery Photon

Firma FARO představila nové laserové skenery Photon 120 (obr. 1) a Photon 20, které pro měření délek využívají 3D fázový dálkoměr s pracovním dosahem 120 m (Photon 120), resp. s dosahem 20 m (Photon 20) při rychlosti skenování až do 976 000 bodů/sec. Nastavení rychlosti závisí na požadované kvalitě měření. Chyba snímání je ±2 mm na 25 m, zorné pole je 360° horizontálně a 320° vertikálně. Vlnová délka laserových modulů je 785 nm a skenery jsou zařazeny do bezpečnostní třídy 3R podle [5].

Laserové skenery Photon 120/20 společně s příslušenstvím a software FARO Scene jsou určeny pro zachycení objektů v 3D s vysokou rychlostí. Proti dřívějším typům [3] pracují s vyšší rychlostí a s využitím nového software automatizují registraci naměřených dat. V kompletní sestavě je lze využít i v mobilních systémech silniční kartografie (obr. 2) pod označením MMS (Mobile Mapping Systems) [4]. Firma FARO má v ČR své zastoupení ve firmě PRIMA Belavčik.

Skenery a dálkoměry pod značkou Leica

Firma Leica Geosystems GmbH upozornila na pulzní skener nové generace ScanStation C 10 (obr. 3). Proti předchozímu typu ScanStation 2, který jsme představili už v loňském roce [4], je rychlejší v mnoha ohledech.

Pro měření délek využívá fázovou technologii a pracuje s přesností 6 mm v poloze a 4 mm v délce s dosahem 300 m při 90% odrazivosti a při rychlosti skenování až 50 000 bodů za sec. Zcela otevřené zorné pole má hodnotu 360° × 270° (Hz × V).

Je zařazen do bezpečnostní laserové třídy 3R [5] s vlnovou délkou 532 nm (zelená). Systém je doplněn interní automaticky nastavitelnou video kamerou a laserovou olovnicí, pro zajištění horizontace využívá dvojosý kompenzátor. Novinkou je také technologie SmartX-Mirror, která umožňuje naskenovat celý prostor až do zenitu pomocí rotujícího zrcadla. Ovládání pomocí vestavěného panelu s barevným dotykovým displejem. Využívá softwarový modul Leica Cyclone-SCAN.

Vysokorychlostní fázový skener Leica HDS 6100 (obr. 4) má zorné pole 360° × 310° (Hz x V), rychlost skenování až 508 000 bodů/sec, přesnost 5 mm na 25 m nebo 9 mm na 50 m v prostorové pozici bodu, dosah 79 m. Jedná se o dvouosý náklonový senzor s využitím Bluetooth nebo notebooku.

K novým ručním laserovým dálkoměrům firmy Leica Geosystems patří DISTO D5 a DISTO D8. Oba přístroje vykazují přesnost ±1,0 mm, dosah 5 cm až 200 m. Sklonoměr je u D5 ±45° s přesností sklonoměru ±0,3°, u D8 360° s přesností sklonoměru –0,1°/+0,2°. Multifunkční koncovka umožňuje u obou přístrojů automatické měření z rohu či z hrany místnosti. Je možné provádět kontinuální měření (tracking) i měření nepřístupných délek pomocí sklonoměru. Jsou opatřeny barevným digitálním hledáčkem (Zoom 4×). DISTO D8 navíc komunikuje pomocí Bluetooth s PC, PDA nebo GPS a je vybaven vnitřní pamětí na 30 posledních hodnot (u D5 jen 20).

Polární skenovací systém Surphaser

Novinkou americké firmy Surphaser je skener Surphaser 25 HSX (obr. 5). Jedná se o 3D fázový hemisferický skener se zorným polem 360° × 270°, s dosahem 0,2 m až 70 m a vykazující přesnost pod 1 mm při rychlosti skenování až 1 milion bodů za sekundu. Vlnová délka je 685 nm (červená) a skener je zařazen do bezpečnostní třídy 3R [5]. Využívá vlastní software a je nabízen v pěti typech podle pracovního dosahu. Pro krátké vzdálenosti 0,2–5 m či 0,4–19 m nebo 1–30 m lze použít typ SR, resp. typ IR_X nebo typ MR_X. Pro větší vzdálenosti 1,5–50 m typ ER_XQ4 a pro 1–70 m typ ER_XS4. Typ MR_X odpovídá skeneru Trimble FX [6]. Vzhledem k tomu, že se jedná o nejpřesnější polární skenovací systém na světovém trhu, uvítali jsme nabízenou prezentaci měřícího zařízení na Fakultě stavební ČVUT v Praze dne 15. 10. 2009. Tato americká firma bude mít v ČR zastoupení patrně ve firmě Control Systém Int.

Pulzní skener Trimble

Trimble GmbH předvedla pulzní skener FX s dosahem 27 m a přesností 1–4 mm. Rychlost skenování je 175 000 bodů/sec., zorné pole 360° × 270° (Hz × V). Pracuje na vlnové délce 690 nm a je zařazen do bezpečnostní třídy 3R podle [5]. Používá software Real Work Survey [6]. Expozice firmy Trimble je na obr. 6.

V příštím čísle budou uvedeny další novinky, které umožňují také automatizovat řízení tunelovacích strojů s využitím laserové techniky, systémů GPS a totálních stanic.

Článek vznikl s podporou grantu ministerstva dopravy GS 912-105-520.

Literatura

[1] Katalog INTERGEO, Kongress und Fachmesse für Geodäsie, Geoinformation und Landesmanagement. Karlsruhe, 22.-24.9.2009. ISBN 978-3-98-125820-2.
[2] Tiskové zprávy.
[3] Kašpar, M. - Michálková, A.: Systémy mobilního mapování na výstavě INTERGEO 2009 v Karlsruhe. Stavebnictví a interiér 12/2009, s. 46-47
[4] Kašpar, M. - Michálková, A.: Výstava INTERGEO 2008 v Brémách (část 1). Stavebnictví a interiér 12/2008, s. 24-25
[5] ČSN EN 60825: Bezpečnost záření laserových zařízení, klasifikace zařízení, požadavky a návod k používání. Český normalizační institut, 1997.
[6] Firemní literatura.