Всем привет. С вами компания 3Dtool!
Сегодня взглянем поближе на SLAM 3D-сканеры (Simultaneous Localization and Mapping), полагающиеся на захват геометрии лидарами. Такое оборудование позволяет быстро оцифровывать здания, рельефы местности и интерьеры и применяется в архитектуре, строительстве, ландшафтном дизайне, виртуальной реальности и геодезии. Разбираемся на примерах от компании 3DMakerpro, предлагающей SLAM 3D-сканеры в разных ценовых сегментах.
В мире 3D-сканирования лидары занимают особую нишу. 3D-сканирование чаще всего ассоциируется с системами, полагающими на технологию оцифровки структурированным светом — линиями, формируемыми с помощью либо диодных лазеров, либо светодиодных проекторов. Принцип один и тот же, вне зависимости от излучателей: попадая на искривленные поверхности, линии искажаются, эти искажения фиксируются камерами, а затем обрабатываются программным обеспечением, воспроизводящим геометрию сканируемых объектов в цифровом виде.
Процесс 3D-сканирования структурированным светом
3D-сканирование структурированным светом отлично подходит для оцифровки с высокой степенью детализации, но по мере роста детализации и габаритов объектов требуется все больше и больше вычислительных мощностей. 3D-сканирование с помощью лидаров — прямо противоположный подход, удобный тогда, когда требуется именно большой охват, а не сверхвысокая детализация.
3D-сканер с лидаром 3DMakerpro Eagle Max
Лидар — это измерительная система наподобие радара или эхолота, только с использованием лазерных лучей вместо узконаправленных радиосигналов или акустических волн. Устройство облучает цель и замеряет время, требуемое на возвращение светового сигнала. Зная время и скорость света, можно вычислить дистанцию до измеряемой точки. Если быстро провести множество таких замеров по поверхности объекта, можно составить его геометрию.
В итоге получается облако точек — точно так же, как при 3D-сканировании структурированным светом. Разница лишь в том, что оцифровка лидаром дает значительно более высокие погрешности, но при этом позволяет охватывать огромные объемы, измеряемые десятками или даже сотнями метров..
Соответственно, 3D-сканеры на основе лидаров находят применение в архитектуре, ландшафтном дизайне, геодезии, виртуальной реальности и других сферах, где необходимо переводить крупные физические объекты или местность в объемные цифровые формы, например для дальнейшей обработки в системах автоматизированного проектирования или проведения виртуальных экскурсий..
Результат обработки размытием по Гауссу
Просто облака точек на особо наглядны, но встроенные цветные камеры вкупе со специальными алгоритмами — векторным моделированием и размытием по Гауссу — дают уже не просто объемные, а фотореалистичные панорамные изображения.
В ассортименте компании 3DMakerpro на сегодняшний день три основных модели таких 3D-сканеров — базовая Eagle, более совершенная Hawk и более бюджетная Raven..
3DMakerpro Eagle
Eagle — эталонная модель с высокой производительностью и широким охватом. 3DMakerpro предлагает два варианта этой системы — стандартную и Max, оснащенные одной и четырьмя камерами соответственно. Полезный радиус составляет семьдесят метров с круговым охватом и вертикальным угловым диапазоном 59°..
3D-сканер выполняет двести тысяч замеров в секунду с точностью до двух сантиметров на расстоянии в десять метров или пяти сантиметров с сорока метров, а камеры с разрешением 48 Мп позволяют получать цветные панорамные изображения.
Интересный момент — функция стабилизации, позволяющая устанавливать 3D-сканер на транспортные средства и выполнять оцифровку в движении на скоростях до двадцати километров в час. Еще одна функция отслеживает перемещение сканера с помощью спутниковой навигации. Аккумулятор встроен в корпус и поддерживает примерно один час беспрерывной работы на полном заряде.
В корпус также встроен дисплей, помогающий отслеживать рабочие процессы и при необходимости выполнять повторные замеры. Подходящее программное обеспечение, например CloudCompare или Geomagic, также позволяет анализировать планировку помещений и рельеф местности — измерять дистанции между объектами, разницу в высотах разных участков ландшафта, и так далее. С помощью векторного моделирования и размытия по Гауссу облака точек можно преобразовывать в фотореалистичные рендеры.
Технические характеристики 3D-сканера 3DMakerpro Eagle:
- Технология 3D-сканирования: лидар
- Источники света: лазерный излучатель с длиной волны 905 нм
- Класс лазера: I
- Размерный диапазон сканируемых объектов: 20-140 м
- Углы сканирования: 360° по горизонтали, 59° по вертикали
- Радиус сканирования: 40-70 м
- Производительность: 200000 точек в секунду
- Точность: 2 см на дистанции 10 м, 3 см на дистанции 20 м, 5 см на дистанции 40 м
- Сканирование текстур/цвета: есть
- Количество камер: 1 (базовая модель), 4 (вариант Max)
- Разрешение камер: 48 Мп
- Выходное изображение: панорамное цветное с разрешением 8K
- Интерфейс: 2хUSB-С, Wi-Fi 5
- Форматы выходных данных: OBJ, PLY
- Минимальные системные требования: Windows 11, процессор Intel Core i7, 32 Гб оперативной памяти, видеокарта Nvidia GeForce RTX 3060 c 12 Гб памяти
- Рекомендуемые системные требования: Windows 11, процессор Intel Core i7, 64 Гб оперативной памяти, видеокарта Nvidia GeForce RTX 4060 c 16 Гб памяти
- Дисплей: 3,5-дюймовый
- Емкость аккумулятора: 12000 мА·ч (примерно на один час работы)
- Габариты: 115х181х106 мм
- Вес: 1,5 кг
- Гарантия: 12 месяцев
3D-сканер 3DMakerpro Eagle Max можно приобрести у нашей компании.
3DMakerpro Hawk
Hawk — более продвинутая версия с улучшенной производительностью, точностью и эргономикой. Радиус сканирования такой же как у Eagle, до семидесяти метров, но охват по вертикали немного увеличен — с 59° до 63,5°. Точность на расстоянии в десять метров выросла с двух сантиметров до полутора, производительность же выросла более чем вдвое — с двухсот до четырехсот восьмидесяти тысяч точек в секунду.
На практике получаются более плотные облака точек с повышенной резкостью и детализацией. Обработанные данные можно экспортировать как в виде облаков точек в формате PLY, так и полигональных моделей в формате OBJ.
Облака точек, полученные с помощью Eagle Max (сверху) и Hawk (снизу)
Размытие по Гауссу дает более яркую и насыщенную картинку, чем при работе с Eagle.
Рендеры, полученные с помощью Eagle Max (сверху) и Hawk (снизу)
Немалое внимание уделено повышению удобства эксплуатации и повышению надежности. Вместо одного встроенного аккумулятора, как в Eagle, этот 3D-сканер оснащается съемными аккумуляторами-рукоятками на час работы каждый. Это очень удобно, так как можно продолжать 3D-сканирование на запасном аккумуляторе, пока первый перезаряжается. Зарядка до восьмидесяти процентов занимает всего около получаса, обеспечивая возможность беспрерывной работы в течение длительного времени — пока не проголодается сам оператор.
Масса устройства значительно снизилась в сравнении с Eagle — с 1,5 кг до 0,9 кг, да и сама конструкция лучше сбалансирована за счет размещения аккумулятора в рукоятке, что опять-таки способствует продолжительной работе без усталости. Пластиковый корпус заменили на металлический для лучшего теплоотвода. Корпус обеспечивает надежную пыле- и влагозащиту в соответствии со стандартом IP65, так что этот вариант лучше подходит для работы на открытом воздухе и в пыльных производственных помещениях. Встроенный дисплей более яркий и потому более удобный для работы под солнцем или при мощном искусственном освещении.
Технические характеристики 3D-сканера 3DMakerpro Hawk:
- Технология 3D-сканирования: лидар
- Источники света: лазерный излучатель с длиной волны 905 нм
- Класс лазера: I
- Размерный диапазон сканируемых объектов: 20-140 м
- Углы сканирования: 360° по горизонтали, 63,5° по вертикали
- Радиус сканирования: 40-70 м
- Производительность: 480000 точек в секунду
- Точность: 1,5 см на дистанции 10 м, 3 см на дистанции 20 м, 5 см на дистанции 40 м
- Сканирование текстур/цвета: есть
- Камеры: две с разрешением 13 Мп, одна инфракрасная камера слежения
- Интерфейс: 2хUSB-С, Wi-Fi 5
- Форматы выходных данных: OBJ, PLY
- Минимальные системные требования: Windows 11, процессор Intel Core i7, 32 Гб оперативной памяти, видеокарта Nvidia GeForce RTX 3060 c 12 Гб памяти
- Рекомендуемые системные требования: Windows 11, процессор Intel Core i7, 64 Гб оперативной памяти, видеокарта Nvidia GeForce RTX 4060 c 16 Гб памяти
- Дисплей: 3,9-дюймовый
- Программное обеспечение: RayStudio
- Емкость аккумулятора: 12000 мА·ч (примерно на один час работы)
- Габариты: 120х145х85 мм
- Вес: 900 г
- Гарантия: 12 месяцев
3D-сканер 3DMakerpro Hawk можно приобрести у нашей компании.
3DMakerpro Raven
Raven — новейшая модель, ориентированная уже на ценовую доступность. Недооценивать этот вариант не стоит: хоть он и уступает по производительности старшим собратьям, по точности и удобству Raven вполне держит планку. Система выполняет сто пятьдесят тысяч измерений в секунду на расстояниях до пятидесяти метров с точностью в два сантиметра с десяти метров.
Оборудование предлагается в трех вариантах: стандартный оснащается одной камерой с разрешением 12 Мп, а варианты Max и Max RTK — двумя. Raven Max RTK — наиболее продвинутая комплектация, включающая модуль кинематической коррекции в режиме реального времени. С помощью модуля RTK координаты системы постоянно отслеживаются посредством спутниковой навигации, что повышает точность сканирования и устраняет необходимость в передвижении операторов по замкнутым маршрутам.
Экран у Raven даже больше, чем у Eagle — 3,9 дюйма по диагонали вместо трех с половиной. 3D-сканер поставляется в комплекте с двумя быстро заменяемыми рукоятками-аккумуляторами, аналогично Hawk, но мощности каждого аккумулятора хватает уже примерно на два часа работы вместо одного.
Стандартным программным обеспечением служит RayStudio, как и на старших системах. Эта программа выполняет все необходимые операции — от захвата облаков до визуализации — и позволяет экспортировать данные в разных форматах, включая LAS, PCD, PLY, OBJ, E57 и XYZ.
Опционально предлагаются модуль с дополнительными камерами, обеспечивающими круговой охват и помогающими генерировать цветные рендеры в более высоком разрешении, а также комплект креплений на велосипед.
Технические характеристики 3D-сканера 3DMakerpro Raven:
- Технология 3D-сканирования: лидар
- Источники света: лазерный излучатель с длиной волны 905 нм
- Класс лазера: I
- Углы сканирования: 360° по горизонтали, 40° по вертикали
- Радиус сканирования: 40-50 м
- Производительность: 150000 точек в секунду
- Точность: 2 см на дистанции 10 м, 3 см на дистанции 20 м, 5 см на дистанции 40 м
- Сканирование текстур/цвета: есть
- Количество камер: 1 (Raven), 2 (Raven Max и Raven RTK)
- Разрешение камер: 12 Мп
- Интерфейс: 2хUSB-С, Wi-Fi 5
- Форматы выходных данных: LAS, PCD, PLY, OBJ, E57, XYZ
- Минимальные системные требования: Windows 11, процессор Intel Core i7, 32 Гб оперативной памяти, видеокарта Nvidia GeForce RTX 3060 c 8 Гб памяти
- Рекомендуемые системные требования: Windows 11, процессор Intel Core i7, 64 Гб оперативной памяти, видеокарта Nvidia GeForce RTX 4060 c 16 Гб памяти
- Дисплей: 3,9-дюймовый
- Программное обеспечение: RayStudio
- Емкость аккумулятора: 12000 мА·ч (примерно на два часа работы)
- Габариты: 148х288х98 мм
- Вес: 1,1 кг
- Гарантия: 12 месяцев
3D-сканер 3DMakerpro Raven Max RTK можно заказать у нашей компании.
Остались вопросы? Свяжитесь с нами любым удобным способом, и специалисты 3Dtool будут рады предоставить подробную консультацию.
3Dtool — российский дистрибьютор и интегратор 3D-оборудования, станков с ЧПУ и промышленной робототехники.
Связаться с нами можно:
По телефону: 8 (800) 775-86-69
Электронной почте: Sales@3dtool.ru
На нашем сайте: 3dtool.ru
Наши материалы также доступны в Telegram канале, на Dzen и в группе Вконтакте