Технология наземного лазерного сканирования для обследования мостов

Начнем с полевых работ. Они заняли чуть больше часа. И у специалиста получилось 20 станций сканирования. Выполнялось сканирование лазерным сканером Leica RTC360. Плотность сканирования на всех станциях была выбрана средняя (6 мм на 10 метров). При сканировании вдоль дорожного полотна, был включен режим двойного сканирования — это помогло убрать со скана шум от движущихся автомобилей непосредственно «в поле», существенно сэкономив время камеральной обработки.

Единственный нюанс, на котором хотел бы остановиться, при описании полевых работ, это вибрация объекта. Ее вызывают, проезжающие грузовики, и она довольно ощутима. Для анализа данной вибрации и ее амплитуды, было сделано несколько сканирований с одной и той же станции в разные моменты времени. В дальнейшем эти данные были наложены один на другой и высчитано «движение моста». Далее последовал этап камеральной обработки. Полученные данные были импортированы в ПО Leica Cyclone Register 360. Так как Leica RTC360 имеет встроенную инерциальную систему, то сшивка станций заняла считанные минуты — необходимо было лишь проверить качество автоматической сшивки. Убедившись, что данные со всех станций сшиты корректно и находятся в допуске по точности, специалист занялся удалением лишних деталей.

Так выглядит проект в ПО Leica Cyclone Register 360 после сшивки и редактирования.

Весь процесс подготовки облака к дальнейшему экспорту в ПО для анализа занял около полутора часов, из них полчаса импорт, полчаса обработка, полчаса экспорт в формате .e57 Следующий этап, это непосредственно обработка данных для получения отчета по деформационному мониторингу. Полученное облако точек, загружается в ПО Leica Cyclone 3DR. Первым делом облако «сажается» на местную систему координат и высот. Делается это путем регистрации известных точек. На облаке указываются точки с известными координатами (во время полевых работ, три станции сканирования были специально сделаны непосредственно рядом с пунктами ГГС), прописываются их координаты в местной системе, программа автоматически переводит облако точек в необходимые координаты.

Облако точек в ПО Leica Cyclone 3DR.

Далее, нас интересовали высотные отметки опор моста. Специалист сделал сечение облака вдоль одной из опор объекта и, путем выбора нижних точек бетонных балок, указал их высотное положение.

Высотное положение опор.

После, были сделаны различные промеры расстояний: между опорами моста, высотные отметки плит, ширина дорожного полотна и т.д. Дальше, мы перешли к этапу проверки бетонных элементов объекта на деформации. Для этого из общего облака точек были вырезаны интересующие элементы, по ним построена триангуляционная поверхность. Полученную поверхность можно сравнить с проектной моделью, но так как данной модели у нас не было, пришлось сравнивать с идеальными геометрическими примитивами — плоскостями, цилиндрами, сферами.

Триангуляционная поверхность, полученная в результате сканирования одной из опор.

Дальше была составлена таблица допусков сравнения. Таблице были присвоены цвета для удобной визуализации карты отклонений. Ярлыками были отмечены точки с наиболее большими отклонениями от допустимых.

Визуальная карта отклонений по одной из опор.

Подобные действия были проделаны с обеих сторон всех четырех опор, а также для бетонных склонов. После, специалист приступил к проверке асфальтового полотна. Из облака были выделены точки верхнего полотна дороги, по ним построена триангуляционная поверхность с минимальным шагом. Также была построена идеальная плоскость в нижней точке дорожного полотна. В программе установили сечения, через каждые 10 метров и в местах сечения провели сравнение между идеальной плоскостью и поверхностью дороги.

Сравнение дорожного полотна с идеальной плоскостью. Красные показатели в центре, указывают на то, что дорога, как и положено, была построена под небольшим углом к центральной оси.

Следующий этап, это сравнение облаков точек, полученных с одной станции в разное время, для определения «движения моста». Данные облака были загружены отдельно, по каждому из них построена поверхность, поверхности наложены друг на друга и проанализировано их отклонение. Полученный результат, также был выведен в виде визуальной цветовой схемы.

Все полученные результаты, в виде подробного отчета были автоматически выгружены из программы и переданы заказчику. Вся обработка данных в ПО Leica Cyclone 3DR заняла около трех часов работы одного специалиста.

Наложенная на одну из опор цветовая схема отклонений.