Система мобильного сканирования IP-S2 HD

Система Topcon IP-S2 HD обладает потрясающими возможностями высокоскоростной съемки больших площадей и линейных объектов с достаточной точностью. Это открывает перед ней множество различных применений, где скорость съемки традиционными способами могла бы значительно замедлить работу.

Поэтому при создании этой системы пришлось решать задачу интеграции высокоскоростных лазерных сканеров, блока инерциальных измерений, спутникового приемника, обеспечивающего точное позиционирование системы, другого оборудования (цифровых камер, датчиков-одометров и др.), а также компьютера с программным обеспечением для оперативного управления системой и сохранения собранных данных.

Состав системы

Система Topcon IP-S2 HD является модульной и состоит из ряда блоков, каждый из которых отвечает за свою задачу в процессе сбора данных.

GNSS-приемник. Используемые двухчастотные приемники могут принимать как сигнал системы GPS, так и сигнал российской группировки спутников ГЛОНАСС.

Блок инерциальных измерений. Этот блок дает системе Topcon IP-S2 HD точные данные об ориентации автомобиля в процессе движения. Кроме того, при кратковременном блокировании сигналов GNSS (в случае проезда под мостами или в тоннелях) данные блока инерциальных измерений наряду с другими данными (например, с датчиков-одометров) используются для интерпретации координат транспортного средства с заданным интервалом.

Цифровая камера. Topcon IP-S2 HD может комплектоваться панорамной фотокамерой высокого разрешения, собирающей до 15 кадров в секунду. Полученные фотографии могут использоваться для окрашивания облаков точек или просто для получения изображений, привязанных по времени и текущей позиции.

Сканеры. В системе может использоваться до 6 лазерных сканеров. В наиболее универсальной конфигурации используются лазерный сканер Velodyne HDL-64E. Сканер выполняет до 1,333 млн. измерений в секунду, имеющих метку времени и геопривязку.

Датчик колеса (одометр). Датчик закрепляется непосредственно на колесе автомобиля и используется для определения скорости и пройденного пути. Аналогичная информация может быть получена системой Topcon IP-S2 HD также и из CAN-шины автомобиля.(Weel encoder.JPG)

Блок управления. Специальный блок, имеющий разъемы для подключения описанных ранее устройств и связи с компьютером. Блок управления получает данные от всех подключенных сенсоров и, используя опорный генератор, присваивает им метки точного времени. В дальнейшем данные с метками времени поступают в общую базу данных.

Программное обеспечение. Блок управления Topcon IP-S2 HD содержит встроенное программное обеспечение, предназначенное для проверки подключенных к системе сенсоров, их настройки, задания файлов работ и сохранения данных.(VehicleDahboard.jpg) Для обработки полученных данных используется программное обеспечение Geoclean, в котором объединяются данные, полученные от GNSS приемника, блока инерциальных измерений, датчика колеса и фотокамеры. На основе полученных данных вычисляются точные координаты автомобиля на каждый момент движения. После произведенных вычислений пользователю становятся доступны такие функции, как просмотр траекторий движения автомобиля, выполнение измерений по облакам точек и фотографиям, выделение элементов из облаков точек и фотографий, получение из облака точек точных координат различных элементов. В дальнейшем полученные данные могут быть экспортированы в файлы обменных форматов ASCII, LAS, BIN. (office.tif)

Процесс съемки и получаемый результат

Для выполнения измерений в районе работ должна быть установлена базовая станция GNSS, данные с которой используются для вычисления координат автомобиля с заданным интервалом. Позиционирование может осуществляться в режиме постобработки данных. После настройки системы и тестирования всех сенсоров Topcon IP-S2 HD находится в готовности к работе. При начале движения автомобиля сканеры и фотокамера начинают свою работу, в результате чего на экране компьютера мы видим получаемые от них данные. Это очень наглядно, оператор сразу имеет возможность оценить степень достаточности получаемых данных и наличие мертвых зон в тех или иных местах. На случай остановки система может прекратить сбор данных и возобновить его при продолжении движения.

Результатом работы Topcon IP-S2 HD являются полученные в результате сканирования облака точек, в которых каждая точка имеет метку времени и трехмерные координаты, цветные панорамные фотографии, также привязанные по времени и координатам.

Применение в дорожном хозяйстве. В этом случае система позволяет подготовить данные для анализа состояния дорожной одежды и профиля автодороги, состояния бровки дороги, определения радиуса кривизны и виражей на весьма протяженных участках. При этом мы получаем не отдельные характерные точки дороги, как происходит при съемке с помощью электронных тахеометров и GNSS-приемников, а огромный массив информации, детальнейшим образом описывающий всю дорогу до последней кочки.

Управление территориями. Topcon IP-S2 HD также может найти свое применение в управляющих организациях для целей инвентаризации. Сюда можно отнести и инвентаризацию объектов инфраструктуры – дорожные знаки, наземные коммуникации, выходы подземных коммуникаций, искусственные неровности и т.д., и инвентаризацию зеленых насаждений в городской черте. В последнее время становится актуальной тематика создания 3D-моделей существующих городов для более эффективного управления территориями. Для таких приложений оперативность работы Topcon IP-S2 HD просто трудно переоценить.

Цифровая картография, сбор данных для ГИС систем. Одна из наиболее часто встречающихся областей применения - это сканирование с целью мобильного картографирования больших участков территорий либо уточнение уже существующих картматериалов. Если на съемку большого участка застроенной территории могут уйти дни, недели, Topcon IP-S2 HD справится с такой задачей за считанные часы. При этом качество полученных данных не будет уступать традиционным методам съемки.