ONE MAN STATION zdalnie sterowany tachimetr zrobotyzowany

Transkrypt

1 ONE MAN STATION zdalnie sterowany tachimetr zrobotyzowany

2 ONE MAN STATION Przykład - tachimetr Leica TCRP1201R300 z dodatkowym wyposażeniem

3

4 Część składowe zestawu: tachimetr TCRP1201R300 nr seryjny i kontroler RX 1220 umieszczony na tyczce z pryzmatem, zarówno tachimetr jak i kontroler posiadają wbudowane radiomodemy. Parametry techniczne (najistotniejsze dot. dokładności): Dalmierze tachimetru: Dokł. pom odl. (poj. pomiaru) dla dalmierza podczerwonego (na pojedynczy pryzmat okrągły) trybie IR +/-2mm+2ppm, zasięg do 3500 m, a laserowego RL +/- 3mm+2ppm z Technologią PinPoint R300 do ok. 750 m natomiast RL z PinPoint R300 do Pryzmatu zasięg do 12 km - w trybie long Dokładność pomiaru kąta: 1 tj. 3 cc. Certyfikat producenta dla tego konkretnego egzemplarza dla krótkich celowych do 500 m: IR +/- 0.4 mm, RL +/- 1 mm. Dla teodolitu dokładność 1, czyli 3 cc mieści się... testowany był dla kierunków poziomych i pionowych oddzielnie (+/- 2.3 cc i +/- 2.4 cc). Testy wykonane zgodnie z obowiązującymi normami ISO.

5

6 Funkcjonalność, wyposażenie zestawu, zastosowane systemy, zastosowane rozwiązania techniczne: Sam tachimetr: Poziomowanie i centrowanie odbywa się przy pomocy tzw. libeli elektronicznej, Pion laserowy, lecz, aby uzyskiwać dokładności...należy swobodne 3D oczywiście. Pomiar odległości: dwoma dalmierzami. Dalmierz podczerwony. Dalmierz laserowy pomiar bezlustrowy - użytkownik ma możliwość rektyfikacji położenia wiązki dalmierza laserowego. Posiada bezzaciskowe śruby ruchu leniwego. Ekran dwustronny dotykowy czemu dwustronny kolorowy. Serwomotory max. prędkość obrotu 45 stopni / sek. Posiada funkcje wyszukiwania i śledzenia lustra tryb ATR automatycznego rozpoznawania celu - tryb LOCK (śledzenia), Funkcję PowerSearch, funkcja szybkiego wyszukiwania celu - zasięg do 200m na standardowy pryzmat.

7 Wyposażony jest również w diody do tyczenia. Zarejestrowane dane mogą być zapisane w pam. wewnętrznej lub na karcie CF (CompactFlash ). Zasilanie standardowymi bateriami jak do kamer cyfrowych, ale o zwiększonym zakresie temperaturowym pracy. Komunikacja obywa się poprzez porty wejścia-wyjścia: RS-232, Bluetooth, USB, radiomodem. Oprogramowanie: Windows CE i Smart Works. Oprogramowanie wewnętrzne, geodezyjne o strukturze modułów. Kontroler RX 1220 Do zdalnego sterowania komunikujący się tachimetrem przy pomocy radiomodemu, Kompatybilny z GPS System 1200, oprogramowanie Windows CE i SmartWorks. W kontrolerze RX kolorowy wyświetlacz dotykowy.

8 Tachimetr plus kontroler plus oprogramowanie: jednoosobowa stacja robocza: one man station Serwomotory realizują wyszukiwanie i śledzenie przemieszczającego się lustra. Najczęściej zwierciadła o zakresie 360 stopni. Technicznie najbardziej zaawansowaną i obecnie opcją pomiaru biegunowego jest sterowanie z poziomu tyczki geodeta wysyła zdalnie (w praktyce przy pomocy radiomodemu polecenia do tachimetru). Wydajność pracy zwiększa się jak podaje literatura (wyniki badań)... o kilkadziesiąt procent. Sterowanie pracą tachimertu może odbywać się również poprzez łączę RS-232 i USB lub Bluetooth bezpośrednio z komputera PC.

9 SMART Leica w 2005 wprowadziła w pełni funkcjonalne rozwiązanie SmartStation Linia --- System 1200 została rozszerzona o SmartStation integracja tachimetru z odbiornikiem GPS. Było to pierwsze na świecie w pełni funkcjonalne rozwiązanie tego typu na świecie. Odbiornik GPS jest przystosowany do pracy w trybie RTK i min. pomiary tachimetrem nie są uzależnione od odszukania położenia punktów osnowy. Oprogramowanie SmartWorks pozwala na integrację i możliwość wykorzystania obserwacji GPS w tachimetrze i odwrotnie. Największą efektywność SmartStation osiąga, jeżeli działa w zasięgu permanentnych stacji GPS np. sieci ASG (nie ma wówczas konieczności uruchamiania własnej stacji bazowej konieczny modem GSM). SmartAntena SmartPole z przełomu 2006/2007 Future Proof 3G: GPS, Glonass, Galileo

10 LEICA TPS 1200 CZĘŚCI ZESTAWU

11 PODSTAWOWE TERMINY

12 PODSTAWOWE TERMINY

13 MODELE DODATKOWE WYPOSAŻENIE

14

15 LITERATURA Instrukcja obsługi Leica TPS1200 v. 3.0 Programy użytkowe, podręcznik terenowy Leica TPS1200 v

16 Skanowane laserowe i naziemne skanery laserowe

17 Skanowane laserowe i naziemne skanery laserowe Skanowanie laserowe stanowi w geodezji jedno z największych osiągnięć technologicznych ostatnich lat, które jest postrzegane nie tylko jako nowe podejście do inwentaryzacji przestrzennej, ale także i monitoringu kształtu obiektu. Skanowanie laserowe jest uważane obecnie za najszybszą technologię pozyskiwania danych quasi-obrazowych. Pierwsze informacje w literaturze polskiej o zastosowaniu tej technologii w praktyce geodezyjnej pojawiły się w 2001 roku, zaś w 2003 roku pojawiły się opisy pierwszych prac wykonanych w Polsce. Pojawia się również coraz więcej systemów integrujących skanery laserowe z satelitarnymi systemami pozycjonowania, aparatami i kamerami cyfrowymi, w tym także jako rozwiązania mobilne mobilny skaning.

18 Zasada pomiaru skanerem laserowym polega na bezreflektorowym pomiarze odległości i odchylenia wiązki lasera. Podstawą systemu pomiarowego jest bardzo szybki dalmierz impulsowy lub fazowy, który w określonym interwale czasu wysyła wiązkę światła. W większości stosowanych rozwiązań, prostopadłe do siebie dwa obracane przez serwomotor lustra, kierują powyższą wiązkę na powierzchnię skanowanego obiektu. Fala elektromagnetyczna wykorzystywana w skanerach do pomiaru odległości może mieć dwie formy tj. ciągłą (pomiar fazowy) lub impulsową (pomiar czasu). Generalnie sprzęt fazowy to urządzenia szybsze w pracy, ale o ograniczonym zasięgu pomiaru. Natomiast sprzęt impulsowy jest wolniejszy, ale charakteryzuje się większymi możliwościami odległościowymi. Dokładności skanera laserowego i tachimetru elektronicznego mogą być porównywalne, natomiast parametrem najbardziej odróżniającym oba urządzenia jest prędkość pracy. W przypadku skanerów można obecnie zarejestrować do punktów/sekundę. Przykładowo do uzyskania precyzyjnego trójwymiarowego modelu (± 2 mm) Auli Głównej Politechniki Warszawskiej wystarczyła 5-godzinna sesja pomiarowa.

19 Za podstawowe parametry użytkowe skanerów laserowych można przyjąć wiarygodność (dokładność pomiaru kąta i odległości oraz rozdzielczość), wydajność pracy (prędkość skanowania, pole widzenia i zasięg skanera) oraz funkcjonalność (sposób obsługi, wielkość, oprogramowanie i inne). Poszczególne parametry determinują możliwości wykorzystania danego modelu skanera do konkretnego typu zastosowań. Wiązka lasera ma, tak jak w przypadku tachimetrów, charakter rozbieżny i średnica plamki lasera zwiększa się wraz ze wzrostem odległości. Parametr wielkości plamki jest skorelowany z dokładnością pomiaru i zdolnością rozdzielczą skanera interpretowaną jako minimalna odległości między mierzonymi punktami. Niezwykle ważnym czynnikiem jest minimalna wielkość mierzonego przyrostu decydująca o szczegółowości odwzorowania a w konsekwencji też o dokładności utworzonego modelu skanowanego obiektu (im mniejszy przyrost tym więcej zarejestrowanych punktów danego obiektu - większa gęstość i tym samym większa dokładność modelu). Uzyskana rozdzielczość uzależniona jest od głębi i poziomu skomplikowania kształtu obiektu, jego zdolności pochłaniania i odbijania światła, warunków atmosferycznych itp.. Nie zawsze dokładność odpowiada rozdzielczości, choć w przypadku wykorzystania narzędzi do modelowania, jest od niej bezpośrednio uzależniona. W dużej mierze zależy to od kształtu obiektu.

20 Nie bez znaczenia w przypadku skanerów jest również dedykowane oprogramowanie, w wielu przypadkach pozwalające na automatyczne rozpoznawanie celów służących do łączenia kilku skanów, kilku zarejestrowanych chmur punktów a także automatyczne rozpoznawanie kształtu elementów obiektu i jego modelowanie. Dokładność wyznaczenia pojedynczego punktu jest kilkakrotnie niższa niż modelowanej powierzchni utworzonej przez grupę punktów. Sam skan jest tylko półproduktem tj. efektem pomiaru służącym do stworzenia modelu przestrzennego i/lub umożliwiającym pomiar w chmurze punktów. Wynik skanowania to model punktowy pokrywający powierzchnię badanego obiektu. Szczególną właściwością skanera jest również to, iż rejestruje siłę odbicia powracającego sygnału świetlnego, nazywaną często czwartą współrzędną. Przedstawiana jest ona w formie palety barw przypisanych punktom o różnym współczynniku odbicia (albedo).

21 Skaner laserowy, impulsowy HDS Leica ScanStation2 udostępniony do badań przez Leica Geosystems sp. z o.o. Warszawa

22 Charakterystykę techniczną, dokładnościową i funkcjonalną powyższego skanera tworzą następujące dane udostępnione przez producenta: a) wielkość plamki lasera w zakresie do 50 m to 4 mm (kryterium - FWHH) i 6 mm (kryterium Gaussa); b) dokładność pojedynczego pomiaru w zakresie do 50 m to odpowiednio ± 6 mm (dla pozycji) oraz ± 4 mm (dla odległości); c) wyposażenie w dwuosiowy kompensator wychylenia o dokładności 1 ; d) dokładność pomiaru kierunku 60 mikroradianów, co odpowiada 12 ; e) dokładność dla modelowanej powierzchni ± 2 mm (dokładność wyznaczenia pojedynczego punktu jest kilkakrotnie niższa niż powierzchni utworzonej przez grupę punktów); f) minimalna gęstość skanowania 1.2 mm interpretowana jako minimalny odstęp między punktami; g) możliwość niezależnego ustawienia odstępu w pionie i poziomie; h) szybkość skanowania (maksymalna) do punktów/sekundę (zależy między innymi od wybranej gęstości i zakresu skanowania);

23 i) zakres pomiaru (uzależniony od albedo skanowanej powierzchni) - do 300 m przy albedo 90% i 134 m przy albedo 18%; j) pole widzenia 360 w poziomie i 270 w pionie; k) możliwość wpasowania/łączenia kolejnych skanów z dokładnością ± 2 mm przy wykorzystaniu tarcz-sygnałów HDS i dedykowanego oprogramowania; l) możliwość ustawienia ScanStation nad punktem o znanym położeniu oraz wykonania pomiaru metodą wcięcia wstecz i ciągu poligonowego (korzyścią takiego rozwiązania są mniejsze koszty prac terenowych i kameralnych oraz większa elastyczność w doborze metody pomiaru stosowanej do orientacji); m) możliwość wykonania szeregu zdjęć łączonych później automatycznie i służących między innymi do wskazania zakresu skanowania (skaner ten posiada wbudowany aparat cyfrowy).

24

25 LITERATURA Deska K., Metodyka rejestracji struktury geometrycznej przekryć obiektów budowlanych na potrzeby diagnostyczne, Rozprawa doktorska, UWM w Olsztynie, Olsztyn 2010 Pudło M., Z prędkością światła, Magazyn Geoinformacyjny GEODETA nr 6 (133) z 2007r. Skanery laserowe - dodatek do Magazynu Geoinformacyjnego GEODETA nr 4 (155) z 2008r. Leica_ScanStation 2_datasheet_pl