Laserové skenovací systémy a uplatnění ve stavebnictví
Laserové skenovací systémy dosud nemají dlouhou tradici, ale v praxi ve stavebnictví se začínají rychle uplatňovat. Tyto skenovací systémy umožňují bezkontaktní určování prostorových souřadnic, trojrozměrné modelování a vizualizaci složitých staveb a konstrukcí, interiérů, podzemních prostor, libovolných terénů apod. s mimořádnou rychlostí, komplexností a bezpečností.
V praxi lze skenovací systémy využívat ve stavebnictví a příbuzných oborech [1], [2]. Jejich využití je velmi široké.
V článku [3] jsme se zmínili o některých nových skenovacích systémech včetně jejich software, které se u nás v praxi používají. Jedná se o skenery Callidus 1.1 firmy Callidus, HDS 2500 a HDS 3000 firmy Leica, skener LMS- Z 360 firmy Riegl, GS 200 firmy Trimble.
Systém Callidus 1.1 (obr. 1) firmy Callidus je panoramatický laser s dosahem měření 32 m. Zorné pole skeneru je 360° x 180°. Rychlost měření je 2700 bodů za sekundu s přesností 5 mm. V přístroji je zabudována videokamera.
Obr. 1: Callidus 1.1
Skener HDS 2500 (dříve označovaný jako Cyrax 2500 firmy Cyra) je kamerového typu s dosahem až 350 m a přesností 10 mm/100 m. Zorné pole je 40° x 40°. Druhý systém HDS 3000 (obr. 2) se od typu HDS 2500 liší svým zorným polem 360° x 270°. Oba systémy firmy Leica mohou skenovanou oblast fotografovat digitální kamerou.
Obr. 2: Leica HDS 3000
Panoramatický skener LMS-Z 360 firmy Riegl má dosah měření 200 m, přesnost 12 mm, zorné pole 360° x 90°. Je doplněn digitální kamerou.
Panoramatický skener GS 200 (obr. 3) má dosah 350 m s přesností 2,5 mm na 100 m a zorné pole 360° x 60°. Je rovněž doplněn digitální kamerou.
Obr. 3: Trimble GS 200
Tyto pozemní (terestrické) laserové systémy patří s rychlostí skenování více než 1000 bodů/s mezi velmi výkonné systémy, ale určitou nevýhodou je jejich jednostranné použití a vysoké pořizovací náklady. Domníváme se, že některé požadavky praxe by ekonomicky lépe mohly plnit automatizované totální stanice se skenovacím modulem [4], které mají v geodetické praxi širší uplatnění. Od těchto totálních stanic však nemůžeme očekávat výsledky skenování v tak kvalitní podobě jako od specializovaných systémů [3]. Problémem je zejména nízká rychlost skenování v řádu 1 bod/sec.
K robotizovaným totálním stanicím s bez-hranolovým dálkoměrem (laserem s viditelnou stopou) patří např. přístroje firem Leica, Topcon, Trimble, MDL, I-SITE Pty [5].
Leica TPS 1200 (obr. 4) může pracovat v různých modech jako základní totální stanice až po motorizovanou s automatickým cílením na terč a integrovanou s GPS přijímačem. Laserový bezhranolový dálkoměr (PinPoint RL) s dosahem až 500 m pro R 300 má malý rozptyl a viditelnou stopu, která odpovídá měřícímu svazku. Jednoduchost obsluhy zaručuje velký displej s dokonalou grafikou.
Obr. 4: Leica TPS 1200
Topcon GPT-8200 (obr. 5) je robotizovaná pulzní totální stanice vybavená bezhranolovým dálkoměrem s dosahem až 1200 m a s možností rozšíření na jednomužnou totální stanici nebo na automatický skenovací 3D systém ve spojení s datovým kontrolorem FC 100. To umožňuje propojit a sloučit měření terénu s digitální fotografií. Lze identifikovat body, které se mají změřit (zobrazovací totální stanice).
Obr. 5: Topcon GPT 8200
Trimble S 6 (obr. 6) je modulární totální stanice se dvěma bezhranolovými dálkoměrnými systémy a robotizovanou jednotkou. Dosah je až 800 m. Využívá technologii magnetické levitace pro servopohyb v obou osách. Přístroj se otáčí 180° za 3 sec. bez tření, tj. dvakrát rychleji než typ 5600. Vykazuje automatickou korekci svislé osy olovnice, kolimační chyby a chyby u sklonu osy s aritmetickým zprůměrováním a redukcí všech těchto chyb. Možnost volby grafické a kontrolní jednotky a připojení GPS.
Obr. 6: Trimble S 6
MDL (Measurement Devices) laser ALS skener (obr. 7) s integrovaným skenovacím modulem. Motorizovaná totální stanice s bezhranolovým dalekohledem má dosah 1000 m. Laserová jednotka může naskenovat 3600 bodů za jednu hodinu [4].
Obr. 7: MDL laser ALS skener
I-SITE Pty vyvinula laserový zobrazovací skenovací systém 4400. Přístroj kombinuje laserový skener, digitální kameru a totální stanici s motorizovaným dalekohledem s dosahem 400 m a kompenzátorem sklonu [5].
Uvedené robotizované totální stanice se skenovacím modulem zvýší efektivitu měření na fasádách budov, povrchu skalních masívů v lomech, na haldách a obecně na různých zejména těžko přístupných místech v terénu, kde by využití laserových skenerů bylo nehospodárné. Tyto systémy se rovněž dobře uplatní při dokumentaci automobilových nehod nebo při zaměřování ekologických katastrof.
Článek vznikl za podpory grantového projektu č. 205/04/1398 Grantové agentury ČR.
Literatura:
[1] KAŠPAR,M., POSPÍŠIL,J., ŠTRONER,M., KŘEMEN,T., TEJKAL,M.: Laserové skenovací systémy ve stavebnictví. Vydavatelství Vega společnost s ručením omezeným, Hradec Králové, 2003, str. 111, ISBN 80-900860-3-9.
[2] KAŠPAR,M., POSPÍŠIL,J., ŠTRONER,M., KŘEMEN,T., TEJKAL,M.: Scanning in Civil Engineering and Land Surveying. Editorship Vega společnost s ručením omezeným, Hradec Králové, 2004, p. 110, ISBN 80-900860-3-9.
[3] KŘEMEN,T., KAŠPAR,M.: Moderní laserová technika ve stavebnictví. STAMP Stavební informace 12, 2005, č. 9 – 10, zvláštní číslo FORARCH Praha, str. 26 - 27.
[4] Total Stations Today. Engineering Surveying, Showcase 2005, Issue One, pp. 25 - 42.
[5] Firemní literatura.
1 Doc. Ing. Milan Kašpar, CSc., Stavební fakulta ČVUT Praha, kaspar@fsv.cvut.cz
