CC BY
115
УДК 528
А.В. Середович, А.В. Иванов, О.А. Дементьева СГГА, Новосибирск
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА RISCAN PRO ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ СКАНОВ
В настоящее время для регистрации сканов, как правило, используют специальные марки, определяемые при помощи электронного тахеометра. При этом в данные лазерного сканирования вносятся ошибки тахеометрических данных. В программном продукте RiSCAN PRO реализован подход, при котором регистрация сканов осуществляется по взаимным перекрытиям. В статье приведено описание модуля регистрации и определены основные преимущества данного способа.
A.V. Seredovich, A.V. Ivanov, O.A. Dementyeva SSGA, Novosibirsk
RISCAN PRO SOFTWARE PRODUCT APPLICATION FOR SCAN REGISTRATION
Nowadays to register scans special marks, determined by electronic tachometers, are used. The tachometric measurements errors are introduced into the laser scanning data. RiSCAN PRO software product implements the approach therewith the scans are registered by mutual overlaps. The description of registration module and the technique advantages are presented.
Программное обеспечение (ПО), используемые для работы с данными наземного лазерного сканирования можно условно разделить на две группы: управляющее и обрабатывающее ПО. Под обрабатывающим ПО понимаются программы, позволяющие выполнять трехмерное моделирование на основе данных лазерного сканирования. Моделирование заключается в построении твердотельных моделей, полигональных и сплайновых моделей поверхностей, создании различенных чертежей. Управляющее ПО предназначено для управления сканером, сбора и хранения данных, регистрации сканов, а также для работы с определенными моделями сканеров (компании, выпускающие сканеры, разрабатывают собственное управляющее ПО). Задача регистрации сканов является одной из ключевых для управляющего ПО, поэтому разработчики уделяют ей много внимания. В статье описан подход к регистрации сканов, реализованный в программном продукте RiSCAN PRO (Riegl Laser Measurement Systems GmbH, Австрия). В ПО RiSCAN PRO реализованы следующие способы регистрации сканов:
1. По опорным точкам.
Наиболее распространенным способом регистрации сканов является
использование опорных точек с известными координатами сканерных марок, располагаемых в поле зрения сканера. В ходе выполнения сканерной съемки данные марки координируются сканером на каждой станции в условной
системе координат (системе координат сканера), а также с пунктов планововысотного обоснования (ПВО) при помощи электронного тахеометра (рис. 1).
В ПО RiSCAN PRO реализован подход, при котором связи между марками определяются в автоматическом режиме, по геометрии созвездия. Результатом является таблица, в которой представлены пары идентичных марок и расхождения между координатами марок в обеих системах координат (рис. 2).
ТІ, Т2 - ПВО; Б1, Б2 - сканерные станции; т1...т12 - сканерные марки
Рис. 1. Обобщенная схема развития ПВО при работе с наземными лазерными сканерами
Рис. 2. Таблица идентичных марок
Оценка точности положения марок, измеренных с использованием наземного лазерного сканера относительно внешней системы координат, осуществляется по значениям расхождения координат марок в обеих системах или ошибок определения линейных и угловых элементов ориентирования.
2. По перекрытиям сканов.
Данный способ основан на поиске и сопоставлении общих объектов в зонах перекрытия сканов. Для этого в ПО RiSCAN PRO существует специальный модуль Multi Station Adjustment. Обработка данных осуществляется в следующей последовательности:
2.1. Предобработка. Данный процесс заключается в определении отдельных общих плоскостей в данных лазерного сканирования, которые будут использоваться при уравнивании. Определение плоскостей может осуществляться как вручную, так и автоматически. При автоматическом определении данные сканирования представляются в виде набора отдельных плоскостей. Параметры поиска плоскостей задаются пользователем. В результате сканы разрежаются в несколько раз, что облегчает дальнейшие вычисления (рис. 3).
Рис. 3. Результат определения плоскостей (слева - исходный скан, справа -
набор плоскостей)
2.2.Уравнивание. В диалоговом окне данной функции задаются:
- Сканерные станции участвующие в уравнивании. При этом можно заблокировать положение и ориентировку каждой станции в пространстве отдельно для каждой оси;
- Тип объектов, участвующих в уравнивании. Это могут быть плоскости (определенные по сканам автоматически или вручную), сканерные марки;
- Параметры уравнивания, такие как радиус поиска общих объектов, допустимые значения погрешностей совмещения объектов.
По результатам уравнивания ПО выдает отчет, который содержит сведения о количестве объектов, средней квадратической погрешности их взаимного положения и распределении погрешностей по направлению и величине (рис. 4).
Рис. 4. Отчет о совместном уравнивании сканов
Данная информация позволяет объективно оценить точностные характеристики уравнивания.
Основными преимуществами модуля Multi Station Adjustment являются:
1. Повышение точности регистрации сканов за счет увеличения количества элементов, участвующих в уравнивании;
2. Возможность уравнивания с применением различного типа объектов: сканов, плоскостей, векторных объектов, марок. Для каждого объекта можно задавать вес и блокировать положение и ориентировку в пространстве;
3. Увеличение производительности полевых работ. Это достигается за счет уменьшения количества используемых марок, что является одним из трудозатратных этапов при съемке.
© А.В. Середович, А.В. Иванов, О.А. Дементьева, 2011
