Marek Studencki
Rzeźbienie laserem
Jak bardzo zmieniają się czasy i technika, niech świadczy fakt, że w użyciu są już instrumenty, które pozwalają mierzyć 1000-2000 punktów w ciągu 1 sekundy i tworzyć z nich bardzo dokładny i użyteczny model 3D.
Mowa tu o skanerach laserowych. Na świecie jest ich kilkaset, a dwa dotarły także do Polski: CYRAX 2500 oraz Callidus. Charakteryzują się one wysoką precyzją, wygodą i ekonomiką pomiaru. I chyba tylko cena może dziś powstrzymać potencjalnego użytkownika przed zamianą tachimetru na to nowoczesne i bardzo funkcjonalne urządzenie. W zestawieniu przedstawiamy kilka z nich, a szczegółowo – CYRAX 2500 firmy Cyra Technologies (koncern Leica Geosystems).
|
Budowa i zasada działania
Od 1993 roku, kiedy to Ben Kacyra rozpoczął prace nad skanerem laserowym, instrumenty te przeszły ogromną ewolucję. Prototyp był tak duży, że trzeba go było transportować samochodem. Ale nawet w porównaniu z pierwszą generacją (modelem 2400) CYRAX 2500 jest o 50% mniejszy i lżejszy. Producent osiągnął to dzięki wysokiemu poziomowi integracji systemu i zmniejszeniu kluczowych elementów skanera. CYRAX 2500 działa na zasadzie dokładnego bezreflektorowego pomiaru odległości i odchylenia wiązki lasera. Podstawą systemu jest bardzo szybki dalmierz impulsowy, który w określonym interwale czasu wysyła wiązkę światła. Prostopadłe do siebie dwa obracane przez serwomotor lustra kierują ją na skanowaną powierzchnię (rys. obok). Mierzony jest czas przebycia drogi do obiektu i z powrotem. Jego pomiar wykonywany jest z dokładnością 10 ps (10 s x 10-12), co w przeliczeniu na odległość daje ±3 mm. W przypadku rekomendowanych odległości do skanowanego obiektu rzędu 1,5-50 m i wielkości plamki lasera 6 mm można osiągnąć dokładność pojedynczego pomiaru odległości do punktu w granicach ±4 mm, a dokładność kąta – 12½. Laser mierzy przyrosty o minimalnej wielkości 0,25 x 0,25 mm. Do uzyskania precyzyjnego trójwymiarowego modelu (±2 mm) Auli Głównej Politechniki Warszawskiej wystarczy 5-godzinna sesja pomiarowa (ilustracja na s. 12).
Czas na pomiar
W skład zestawu wchodzą: skaner laserowy, zasilacz, statyw oraz komputer wyposażony w specjalne oprogramowanie. Urządzenie zasilane jest z sieci lub z akumulatorów (ich wymiana nie powoduje przerwy w skanowaniu). Komunikacja skanera z komputerem prowadzona jest przez port Ethernet. Ustawienie instrumentu na statywie, zainicjowanie urządzenia pomiarowego i uruchomienie komputera zajmuje kilka minut.
Przed rozpoczęciem pomiaru operator wykonuje wbudowanym w instrument aparatem CCD zdjęcie skanowanego obiektu. Posłuży mu ono w dalszej pracy do określenia zakresu skanowania. Głowicę skanera należy ustawić ręcznie tak, aby obiekt znalazł się w polu widzenia instrumentu (40°x40°). Taki zakres pozwala z odległości 100 m zeskanować z jednego stanowiska 160 000 m3. Właściwy pomiar jest poprzedzony tzw. próbkowaniem, które umożliwi określenie odpowiedniej rozdzielczości skanowania dla otrzymania żądanej dokładności. W tym przypadku rozdzielczość uzależniona jest od głębi i poziomu skomplikowania kształtu obiektu, jego zdolności pochłaniania i odbijania światła, warunków atmosferycznych itp. CYRAX 2500 pozwala mierzyć maksymalnie obszar 1000 x 1000 punktów.
Pełna treść artykułu w czerwcowym wydaniu GEODETY
powrót
|
|
REKLAMA  |
|
|
