Система мобильного сканирования IP-S2 Compact+

Система Topcon IP-S2 Compact+ - это новый шаг вперед в области мобильного сканирования объектов. Наличие пяти сканеров с большей разрешающей способностью позволяет получать данные большой плотности с высокой скоростью до 100000 точек в секунду. 

Высокая скорость сбора геометрической и фотографической информации позволяет сократить время выполнения съемочных работ в десятки, а порой и в сотни раз по сравнению со съемкой традиционным методом. 

IP-S2 Compact+ (модель 2012 года) – это результат интеграция новых 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.

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

Сбор данных производится на портативный компьютер – единственный компонент системы, который располагается в салоне автомобиля.

Состав системы

Система Topcon IP-S2 Compact+ 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 встроен в блок управления и дает системе Topcon IP-S2 высокоточные 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 определения координат транспортного средства.

Цифровая камера

Topcon IP-S2 Compact+ комплектуется 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 IP-S2 Compact+ используется 5 лазерных сканеров - четыре сканера с обзором 190° для сканирования ситуации справа и слева от машины, и еще один сканер с обзором 190° или 90°, ориентированный по оси движения транспортного средства. Сканеры выполняют до 100000 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. В системах мобильного сканирования IP-S2 используется по два датчика пройденного пути, установленных на левом и правом колесах автомобиля.

Использование именно двух датчиков позволяет точно высчитывать пройденный путь на крутых поворотах и при развороте транспортного средства. Аналогичная информация может быть получена системой Topcon IP-S2 также и из CAN-шины автомобиля.

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 содержит встроенное программное обеспечение, предназначенное для проверки подключенных к системе сенсоров, их настройки, задания файлов работ и сохранения данных. 

Для обработки полученных данных используется программное обеспечение Geoclean, в котором объединяются данные, полученные от сканеров, GNSS приемника, блока инерциальных измерений, датчика колеса и фотокамеры. На основе полученных данных вычисляются точные координаты автомобиля на каждый момент времени.

Вся обработка проводиться в автоматическом режиме, что позволяет легко и быстро освоить данный процесс даже не специалисту.

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 и т.д.

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 (что занимает около 1 минуты 40 секунд) Topcon IP-S2 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 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 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 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 справится с такой задачей за считанные часы. При этом качество полученных данных не будет уступать традиционным методам съемки.