Co potrafią skanery optyczne?

W ostatnich latach na światowym rynku urządzeń pomiarowych stopniowo rośnie popularność skanerów optycznych. Na ile mogą one stanowić alternatywę dla coraz powszechniejszej, choć wciąż drogiej technologii LiDAR?

Między innymi o tym dyskutowano dziś (25 czerwca) na seminarium inaugurującym działalność Centrum Transferu Technologii Wojskowej Akademii Technicznej. Instytucja ta ma się zajmować nie tylko komercjalizacją wynalazków opracowanych na tej uczelni, ale także pomocą we wdrażaniu w Polsce nowoczesnych rozwiązań technologicznych, takich jak właśnie skanowanie optyczne.

Uczelnia podjęła niedawno współpracę z jednym z czołowych producentów skanerów optycznych – izraelską spółką Mantis Vision. Jej flagowym produktem jest model F5. Urządzenie składa się z sensora optycznego i połączonego z nim za pomocą kabla rejestratora. Działa na zasadzie tzw. epipolar coding: skaner rzutuje w bliskiej podczerwieni specjalną teksturę, z prędkością 10 klatek na sekundę rejestruje jej odbicie, a dane zapisuje w rejestratorze. Po wykonaniu pomiaru obraz 2D zgrywany jest na komputer i w specjalnym oprogramowaniu przetwarzany do postaci trójwymiarowej chmury punktów, którą następnie można przetwarzać podobnie jak dane LiDAR. F5 mierzy na dystansie 0,5-4 m z prędkością do 0,5 mln pkt/s i dokładnością 1 mm na każdy metr odległości od skanowanego obiektu.

Zdaniem obecnego na seminarium przedstawiciela Mantis Vision istotną zaletą instrumentu jest szybkość zbierania punktów. Na przykład pomierzenie z zewnątrz i od wewnątrz samochodu osobowego zajmuje 3-5 minut (nie jest przy tym wymagane rozstawianie tarczek celowniczych), a postprocessing danych – do 40 minut. Inne atuty to m.in.: bezpieczeństwo dla wzroku, niewielka waga i wymiary, szczelna i wytrzymała obudowa, możliwość pracy zarówno w ostrym świetle, jak i w ciemności czy łatwość obsługi. Za wady można z kolei uznać problemy z mierzeniem błyszczących i szklanych powierzchni czy z kolorowaniem chmury punktów. Z punktu widzenia geodety sporym ograniczeniem jest także niewielki zasięg. Cena całego zestawu to z kolei 29 tys. euro – niech każdy oceni, czy to wada, czy zaleta.

Patrząc na możliwości F5, na usta ciśnie się pytanie, czy może być on alternatywą dla skanerów laserowych? W ocenie producenta skanery optyczne powinny być traktowane raczej jako jej uzupełnienie, np. przy mierzeniu niewielkich, skomplikowanych bądź trudno dostępnych obiektów.

Skanery F5 są na rynku od 5 lat i dotychczas sprzedano ich około 70. Wśród użytkowników są m.in.: BMW, Audi, Ford, armie USA i Izraela, CIA czy policja w Hamburgu i Zurychu. Ta wyliczanka pokazuje, że możliwości wykorzystania skanerów optycznych są bardzo szerokie – począwszy od pomiarów miejsc zbrodni po potajemne kopiowanie technologii wojskowych. Jeszcze inne pomysły ma WAT – na seminarium prezentowano m.in. koncepcję połączenia skanera optycznego z bezpilotowym oktopokpterem!

Mantis Vision zapowiada, że możliwości tych urządzeń będą systematycznie rosły. Spółka pracuje m.in. nad integracją F5 z odbiornikiem GPS oraz aparatem fotograficznym. Ma to ułatwić nadawanie chmurze georeferencji oraz jej kolorowanie. W planach jest nawet przystosowanie urządzenia do pracy pod wodą oraz rejestracji ruchu. O skanerach optycznych z pewnością będziemy więc jeszcze słyszeć.

Jerzy Królikowski