X
تبلیغات
پیکوفایل
رایتل

جاده ابریشم

شکست گزینه ما نیست . " Failure is Not An Option"

اطلاعاتی در مورد لیزر اسکنها

یکی از کاربردهای عمده لیزر در مهندسی عمران استفاده از آن در تهیه مدل رقومی زمین است . با استفاده از روش اسکن سه بعدی با لیزر که در واقع روش برداشت مستقیم نقاط است ، می توان به مدل سه بعدی رقومی از زمین دست یافت ، روش کار به این صورت است که پرتو لیزر تحت زاویه خاصی به سمت منطقه مورد نظر فرستاده می شود و پرتو های برگشتی از نقاط به طور منظم و به تعداد زیاد ثبت می شود . تعداد این پرتو های برگشتی و در واقع تعداد نقاط ثبت شده آنقدر زیاد است که در محیطی مثب CAD نمایش داده می شوند ، به نظر می رسد که سطح بازسازی شده است . این داده در اصطلاح ابر نقطه ای (point cloud) نامیده می شود .
دستگاه های لیزر اسکن دارای دو نوع هوایی و زمینی هستند یک لیزر اسکن هوایی سه عنصر اصلی دارد : GPS ، IMU و Laser Scanner . GPS دستگاهی است که موقعیت نقطه محل هواپیما را ثبت می کند ، IMU زاویه حرکت هواپیما با نقطه زمینی را می دهد و مسافت یاب Laser فاصله ی بین هواپیما و نقطه زمینی را مشخص می کند . برداشت نقاط بر اساس سه الگوی مختلف انجام می شود . بیضی ، دایره و زیگزاگ و همپوشانی عرضی بین الگوها بستگی به دقت مورد نظر و طراحی پرواز دارد .
در لیزر اسکن زمینی دستگاه بر روی سه پایه سوار می شود و می تواند دور تا دور خود را به صورت استوانه ای برداشت نماید . پس برخورد لیزر به منطقه مورد نظر ضریب انعکاس جسم تعیین می کند که چه مقدار از سیگنال منتشر شده به لیزر بر می گردد . مقدار این انعکاس به طول موج لیزر بستگی دارد و خصوصا برای سطوح سیاه و سفید متفاوت است . پرتو لیزر پس از انتشار ممکن است به موانعی برخورد کند، مثلا در لیزر اسکن هوایی در مناطق جنگلی ، پرتو لیزر قبل از رسیدن به زمین به یک یا چند شاخه برخورد می کند ، این مسئله باعث می شود دو یا چند انعکاس به مسافت یاب لیزری برگردد . اغلب سیستم ها قادرند تمام پالس های برگشتی را ثبت کنند . کاربرد ها و استفاده های مختلفی از آنها بر اساس این اندازه گیری ها امکان پذیر است . البته تهیه مدل از سطح زمین بر اساس اندازه گیری آخرین پالس است . اگر چندین پالس برگشتی وجود داشته باشد فقط آخرین پالس می تواند به نقطه ای روی زمین تعلق داشته باشد . زیرا فاصله زمین از فاصله یاب از بقیه نقاط بیشتر است.برای کاربرد های دیگر مثل تهیه مدل های سه بعدی شهر ، اولین پالس اهمیت بیشتری دارد و همچنین اولین و آخرین انعکاس ها برای تهیه تراکم زیستی مورد نیاز است . همانطور که ذکر شد انعکاس به جنس مواد بستگی دارد . سطوح طبیعی مثل گیاهان مقدار انعکاس بیشتری نسبت به مواد ساخت بشر مانند آسفالت و بتون دارند . بنابراین به طور کلی ، تشخیص گیاهان و ساختمانها امکان پذیر است . به کمک روش های ------------------ing می توان نقاط مرود نظر را در موارد خاص استخراج کرد و تعداد نقاط جمع آوری شده را برای هر کاربرد کاهش داد .
لیزر اسکن در حقیقت فنی است که مختصات نقاط را به طور مستقیم و به همراه زوایا و offset ها برداشت می کند . لیزر در سیستم های قدیمی تنها مختصات نقاط را اندازه گیری می کرد ، اما اطلاعات دیگری نیز از عوارض برای پی بردن به نوع عارضه برداشت می کند . روش های دیگر جمع آوری داده ها در مناطق کم عارضه مثل ساحل دریا دچار مشکل می شوند ، اما لیزر اسکن توانایی برداشت در این مناطق را نیز دارد . همچنین از آنجا که لیزر از عوارضی مثل برگ درختان نیز عبور می کند ، در مناطق جنگلی نیز کاربرد دارد .
سرعت برداشت لیزر اسکن به حدود 28000 نقطه در ثانیه می رسد و طی 4 دقیقه ، 360درجه (یک دور کامل ) را برداشت می کند .دقت دستگاهها بر اساس فاصله نقاط برداشت شده سنجیده می شود ، که معمولا حدود 2 سانتی متر الی 2 میلی متر است و قیمت آنها بستگی به قدرت تفکیک و دقت آنها دارد .
کاربرد لیزردر ایجاد واقعیت مجازی
laser scanning می تواند داده های لازم برای تولید مدل های دقیق سه بعدی را به صورت بسیار سریع ، راحت ، کارامد و مقرون به صرفه ای جمع آوری کند . در واقع ، داده های حاصل از Laser Scanning در تهیه Virtual Reality بسیار مورد استفاده قرار می گیرند . در مورد برداشت اطلاعات توسط دستگاههای Laser Scanner در قسمت قبل توضیح داده شد ، داده های سه بعدی جچمع آوری شده در رایانه ذخیره می شوند و نرم افزارهای مناستب قادرند آنها را برای مقاصد مختلف مورد بررسی و تفسیر قرار بدهند .
مراحل مدل سازی سه بعدی با این روش را می توان در شش مرحله اساسی خلاصه کرد :
1.نشانه روی بر منطقه یا سسازه مورد نظر
2.اسکن (جاروب) منطقه یا سازه مورد نظر و تولید ابر نقطه ای (point cloud)
3.دسته بندی نقاط تشکیل دهنده اجزا و اشکال مختلف و اجزای مختلف منطقه یا سازه مورد نظر
4.تشکیل سطوح و مشخص نمودن اجزا در زمینه برداشت شده
5.ثبت و ترکیب اشکال حاصله با یکدیگر و خلق مجموعه دادههای مصنوعی
6.تشکیل مدل سه بعدی با جزئیات
از آنجا که تعداد نقاط ثبت شده بسیار زیاد است ، مدل سه بعدی تشکیل دارای جزئیات بسیاری است . از این رو برای اندازه گیری ها و مطالعات بسیار دقیق و سریع بسیار مناسب است . از کاربرد های مهم این روش در مهندسی عمران طراحی سازه های مختلف مثل پل ها و ساختمانها و همچنین طراحی مسیر راه ها و بزرگراههاست . با استفاده از این فن می توان از زوایا و دیدگاه های مختلف سازه یا موضوع مورد نظر را مورد بررسی قرار داد و در تعیین نوع مصالح قابل استفاده و هزینه ها قبل از انجام طرح از آن بهره گرفت . در زمینه طراحی بزرگراهها با در دسترس بودن دید سه بعدی حاصل از منطقه می توان در ساعات پر ترافیک بدون حضور در منطقه و بستن جاده ، بازدید و بررسی های لازم را انجام داد .
در برخی موارد با استفاده از این روش می توان با لیزر اسکن نمودن ساختمانها و شبیه سازی موقعیت فعلی بناها و ساختمان ها در یک منطقه ، در زمینه ایجاد و ساخت بناهای جدید و بررسی محدودیت ها و امکانات موجود و آینده مطالعات لازم را انجام داد. این فناوری این امکان را به وجود می آورد که بتوان هر سازه را در جاهای مختلف قرار داد. و مشکلات آن را بررسی کرد . همچنین طراح می تواند با استفاده از وسایل مخصوص مثل عینک و دستکش های خاص ، در قسمت های مختلف قرار گرفته و حرکت نماید و از زوایای مختلف سازه های تشکیل دهنده منطقه را مورد بازدید قبل از ساخت قرار دهد . این فناوری همچنین قابلیت شبیه سازی موقعیت های مختلف مثل هوای طوفانی ، سیل و امکان بررسی مقاومت سازه هایی مانند پل و کانال های فاضلاب در هنگام بروز چنین وقایعی را نیز دارد .
در موقعیت های خطرناک و پیچیده و در مکانهای غیر قابل دسترس که در آنها امکان انجام نقشه برداری زمینی جود ندارد ، با استفاده از این روش می توان به خوبی و با دقت بالا مدلی مناسب از منطقه تهیه نمود .
یکی دیگر از کاربردهای این روش استفاده از آن در بررسی یا ترمیم آثار باستانی است . با این روش مجموعه نقاطی به صورت ابر نقطه ای از مکانهای قدیمی و تاریخی برداشت می شود و پس از پردازش این نقاط در رایانه ، مدل بنا تشکیل شده و امکان بازسازی یا ترمیم آن سنجیده می شود . همچنین نرم افزار امکان آنرا فراهم می آورد که بتوان موقعیت و شکل بنا را قبل از تخریب یا تغییر شبیه سازی نمود .

بکارگیری لیزر در ماهواره ها

یکی از کاربرد های عمده لیزر در مهندسی نقشه برداری استفاده از آن برای فاصله یابی از طریق ماهواره هاست . این سیستم ها در تعیین موقعیت ماهواره ها به عنوان فاصله یاب های لیزری (Satellite Laser Ranging –SLR) استفاده می شود . در SLR از لیزر استفاده می شود ، منتها لیزرهایی که توان و برد بالا دارند و می توان از فاصله ای حدود 20000 کیلومتر پالسهایی را از ایستگاه زمینی به ماهواره فرستاده و از طریق منشور های تعبیه شده در ماهواره به ایستگاه زمینی برگشت داده شوند. در اوایل ایجاد SLR از یاقوت استفاده می شد ، ولی در نسل های بعدی از نئودیوم استفاده شده است . در SLR دقت فاصله یابی طول های بلند از ایستگاه به ماهواره در نسل اول حدود 10 متر بوده که در نسل های بعدی (نسل چهارم) به حدود 2 میلیمتر رسیده است .

کاربرد لیزر در مسافت یابی الکترونیکی

دسته ای از مسافت یابهای الکترونیکی ( Electronic Distance Measuring Instrument) که اختصارا به آنها EDM می گویند ، با استفاده از اشعه لیزر کار می کنند. در این دستگاهها از لیزر های با منبع جامد نظیر یاقوت یا نئودیوم استفاده نمی شود ، بلکه منبع آنها نیمه هادی است . نمونه این نمونه هادی را می توان دیود گالیم آرسناید نام برد . این نیمه هادی پرتو تک رنگی ایجاد می کند که خود برانگیخته است و ایجاد لیزری می کند که برای تعیین موقیتهای دقیق و برای جاهایی که دقت امتدادی مدنظر است ، مورد استفاده قرار می گیرد . اساس کار مسافت یابهای الکترونیکی سنجش غیر مستقیم زمانی است که یک پرتو نور فاصله بین دو نقطه را طی می کند .
گرچه اولین نسل مسافت یابهای الکترونیکی برای فواصل زیاد بسیار دقیق بودند ، ولی اندازه آنها بزرگ ، وزن آنها سنگین و قیمت آنها گران بود. بنابراین در کارهای روزمره نقشه برداری وارد نشدند ،در حالی که مهندسان به دستگاههای سبک ،کوچک ارزان و دقیق برای سنجش طول های کوتاه ، از چند متر تا دو الی سه کیلومتر نیاز داشتند . در واقع ، دستگاههای EDM استفاده کننده از نور لیزر نسل سوم این دستگاهها هستند . مزایای این مسافت یابها عبارتند از:مصرف کم ، سبکی و قابلیت حمل و نقل آسان ، برد زیاد (حداکثر برد 15 تا 60کیلومتر) و دقت بالا در حدود میلیمتر .
با کوچک شدن این دستگاهها و قابلیت ترکیب آنها با دستگاههای دیگر دستگاههایی به نام توتال استیشن به بازار عرضه شد که توسط آنها می توان تمام کارهای برداشت و پیاده کردن را با دقت و سرعت بسیار زیاد انجام داد. علاوه بر این می توان همزمان اطلاعات برداشت را در قسمت ذخیره کننده داده انباشته کرد . در مرحله بعد می توان این داده ها را در دفتر کار به صورت خودکار به رایانه منتقل کرد . رایانه نیز به نوبه خود پس از انجام محاسبات ب اساس برنامه ، داده را به دستگاه رسام برای ترسیم نقشه یا چابگر برای چاپ منتقل می کند .
توتال های جدید می توانند Reflector را به صورت خودکار شناسایی کنند . 

 

 

*********************************************************  

 

ﻓﺘﻮﮔﺮاﻣﺘﺮﻳﻚ ارگ ﺑﻢ - ﺑﺮداﺷﺖ ﻟﻴﺰر   

 

********************************************************

 

اسکنر های لیزری سه بعدی با امکان فتوگرامتری

نوع

VZ-400

LMS-Z390i

LMS-Z420i

LMS-Z620

LPM-321

شاخصه اصلی

سیستم جامع و چند منظوره

دقت بالا و قدرت تفکیک بالا

دقت بالا, برد بلند و سرعت بالا

دقت بالا, برد بسیار بلند و سرعت بالا

برد بسیار بلند

کلاس لیزر

Class 1

Class 1

Class 1

Class 1

Class 1

کمترین برد

1 m

1 m

2 m

2 m

10 m

بیشترین برد

ضریب بازتابندگی 80%

500 m

400 m

1000 m

2000 m

6000 m

ضریب بازتابندگی 10%

160 m

140 m

350 m

650 m

1500 m

دقت در تکرار

میانگین

10 mm

2 mm

4 mm

5 mm

-

یکبار

- mm

4 mm

8 mm

10 mm

15 mm

دقت

- mm

6 mm

10 mm

10 mm

25 mm

محدوده زاویه کاری

قائم

100 Deg

80 Deg

80 Deg

80 Deg

150 Deg

افق

360 Deg

360 Deg

360 Deg

360 Deg

360 Deg

قدرت تفکیک زاویه ای

0.0024 Deg

0.001 Deg

0.0025 Deg

0.0025 Deg

0.009 Deg

اندازه گیری در ثانیه

آینه دورانی

-

up to 8000

up to 8000

up to 8000

10 to 1000

آیینه نوسانی

up to 125000

up to 10000

up to 11000

up to 11000

طول موج لیزر

-

مادون قرمز نزدیک

مادون قرمز نزدیک

مادون قرمز نزدیک

مادون قرمز نزدیک

ضریب واگرایی اشعه

-

0.25 mrad

0.25 mrad

0.15 mrad

typ. 0.8 mrad

نحوه انتقال اطلاعات

TCP/IP & RS 422 - USB

TCP/IP & RS 422

TCP/IP & RS 422

TCP/IP & RS 422

TCP/IP & RS 422

مهمترین زمینه های کاری

میراث فرهنگی و باستان شناسی

**

***

***

***

*

معماری و برداشت نما

*

***

***

***

-

مدلسازی شهری

***

***

***

***

-

مهندسی عمران

***

***

***

***

**

نمایش و نظارت

*

-

***

***

***

قدرت پردازش اتوماتیک و روباتیک

***

*

-

-

-

As-Built نقشه برداری

***

***

***

***

-

توپوگرافی

**

**

***

***

***

نقشه برداری تونل

***

***

-

-

-

ایجاد واقعیت مجازی

***

***

****

****

-

کمپانیRIEGL (تولید کننده انواع اسکنرهای لیزری از کشور اتریش)


لیزر اسکنرهای  سه بعدی لایکا

 

سریعترین راه حل برای تهیه نقشه های سه بعدی دقیق با بیشترین جزئیات از سازه های پالایشگاهی نیروگاهها، آثار باستانی ، ابنیه و توپوگرافی زمین می باشد.

 

با سیستم های HDS لایکا می توان در کوتاهترین زمان ممکن ابر نقاط غنی و دقیق از عوارض و سازه ها را تهیه کرده و با مجموعه نرم افزاری Cyclone پردازش ابر نقاط و تهیه مدل های سه بعدی و پلان های دو بعدی را در حداقل زمان به انجام رساند.

سیستم های HDS در سه  نوع ارائه می گردند:

1)                   Leica Scan Station 2  با سرعت برداشت 50،000 نقطه در ثانیه، سریعترین و با بیشترین دامنه اسکن (360 × 270) درجه نسبت به رقبای خود در نوع (Phase based scanners) ، با 4 ویژگی عمده تجهیزات نقشه برداری و امکان انجام عملیات ترفیع، پیمایش، پیاده کردن و ...

2)                   HDS6100 با سرعت 508،000 نقطه مناسبترین انتخاب برای پروژه های صنعتی می باشد و مجموعه نرم افزاری سایکون نیز در مادول های ذیل برای کاربردهای مختلف عرضه می گردند.

3)                HDS 4400 - جدید ترین محصول شرکت لایکا با برد 700 متر و دوربین داخلی 37 مگاپیکسل - سرعت برداشت 4400 نقطه در ثانیه - ضد آب و ضد ضربه با استاندارد محیطی IP 65

این سیستم بهمراه بسته نرم افزاری I-site  مناسبترین انتخاب جهت پروژه های توپوگرافی و برداشت و مدلسازی معادن روباز میباشد.

 مجموعه  های نرم افزاری متنوع :

1-                   Cyclone Scan         جهت کار با اسکنر و برداشت اطلاعات هندسی و تصویر

2-                     Cyclone Register

3-                   Cyclone Model

4-                   Survey

5-                   Topatt

6-                   Cloud worx

7-                   مجموعه نرم افزاری I-siteنرم افزاری قدرتمند برای پروژه های توپوگرافی و معدن

 

 

Scan Station 2

این دستگاه با ویژگیها و امکانات انحصاری خود در انجام عملیات نقشه برداری، محبوبترین لیزر اسکنر برای نقشه برداران بوده و سه ویژگی سرعت و دقت و دامنه دید وسیع را در یک دستگاه در اختیار کاربران خود قرار می دهد.

 

برخی از ویژگیهای فنی این دستگاه عبارتند از :

50000 نقطه در ثانیه

سرعت برداشت نقاط

300متر

برد

4 میلیمتر در فاصله 50 متری

دقت قرائت تک نقطه

2میلیمتر در فاصله 50 متری

دقت نهایی نقطه در ابر نقاط و پس از پردازش

3R با نور سبز رنگ قابل رویت

نوع لیزر

4 میلیمتر در فاصله 50 متری

قطر لیزر

تا کمتر از 1 میلیمتر

فاصله نقاط روی سطح اندازه گیری

270 درجه قائم و 360 درجه افق

دامنه دید دستگاه در یک استقرار

داخلی و کالیبره شده با حداکثر 3 مگاپیکسل رزولوشن

دوربین دیجیتال

دومحوره الکترونیکی

کمپانساتور

 

در حال حاضر چندین دستگاه Scan Station 2 در ایران موجود بوده و در پروژه های مختلف از قبیل برداشت ابنیه و عوارض میراث فرهنگی، سایت های پالایشگاهی و نیروگاهی، سازه های عظیم از قبیل برج ها و سدها، توپوگرافی دقیق و .... مورد استفاده قرار گرفته اند که در صورت علاقه مندی می توانید در مورد جزئیات این پروژه ها و اطلاع از نام کاربران با شرکت ژئوبایت تماس حاصل نمائید.

 

شرکت ژئوبایت در راستای اعتلای این رشته و آشنائی جامعه نقشه برداری کشور با این تکنولوژی علاوه بر ارائه خدمات فروش و پس از فروش در حد استانداردهای شرکت لایکای سوئیس، همواره سعی در برگزاری سمینارها و کلاس های آموزشی متنوع داشته است.

 

********************************** 

تصاویری از اسکن لیزهای لایکا 

 

 

 

  

تصاویری از اسکن لیز های     RIEGL

تاریخ ارسال: پنج‌شنبه 5 فروردین 1389 ساعت 01:04 ق.ظ | نویسنده: S.Keramat | چاپ مطلب
نظرات (1)
دوشنبه 12 مرداد 1394 02:32 ق.ظ
anahitafarshid
امتیاز: 0 0
لینک نظر
سلام، ما با غرب مذاکره و صحبت کردیم، حالا بگذارید با خودمان صحبت کنیم. در خواست گفتگوی ملی‌ برای باز سازی.
برای نمایش آواتار خود در این وبلاگ در سایت Gravatar.com ثبت نام کنید. (راهنما)
نام :
پست الکترونیک :
وب/وبلاگ :
ایمیل شما بعد از ثبت نمایش داده نخواهد شد