Czym jest skanowanie światłem strukturalnym?

Skanowanie 3D to proces, dzięki któremu z dużą dokładnością możemy przenieść obiekt rzeczywisty do środowiska wirtualnego, zachowując jego geometrię, strukturę, a nawet kolor. Model taki jest przechowywany w postaci trójwymiarowej i może być szybko edytowany, co ma niebagatelne znaczenie w wielu gałęziach przemysłu i nauki.

Skanowanie z wykorzystaniem skanerów światła strukturalnego opiera się na detekcji odbicia promieni światła od powierzchni skanowanego przedmiotu. Skanery 3D, które korzystają ze światła strukturalnego, emitują je w postaci linii padających na analizowany przedmiot. Położenie wiązki cały czas się zmienia, a kamera urządzenia rejestruje i analizuje ułożenie linii. Z tych danych generowany jest cyfrowy model obiektu.

Skanery wykorzystujące światło strukturalne, w odróżnieniu od skanerów laserowych, dobrze sprawdzają się w detekcji drobnych szczegółów. Wykorzystanie metody wyznaczania punktów pomiarowych z każdego piksela na wykonanym zdjęciu umożliwia uzyskiwanie bardzo wysokich rozdzielczości. W efekcie możliwy jest pomiar szczegółów wielkości dziesiątek części milimetra.

Skanery światła strukturalnego, zwane także skanerami optycznymi, znajdują swoje zastosowanie głównie przy małych obiektach o wielkości maksymalnie kilku metrów. Wynika to z dobrze znanego nam w geodezji prawa przenoszenia się błędów wynikającego z dopasowania ze sobą skrajnych skanów. Przykładowo skanując ścianę o długości 10m jesteśmy w stanie na niej namierzyć rysy o wielkości poniżej 1mm, jednak cała długość pomierzona na skanie może się różnić np. 1cm od prawidłowej wartości.

Aby zwiększyć możliwości tej techniki często łączymy ją z dobrze nam znanymi technikami geodezyjnymi, które pozwalają osiągać dokładności milimetrowe na obiektach wielkości kilkudziesięciu metrów. Np. z technologią skanowania laserowego. Takie podejście wraz z precyzją skanowania światłem strukturalnym gwarantuje zachowanie szczegółów nawet w modelowaniu bardzo dużych obiektów.

Zastosowanie skanerów światła strukturalnego

Skanery optyczne znajdą swoje zastosowanie wszędzie tam gdzie niezbędna jest wysoka precyzja pomiaru, w szczególności gdy skanowany obiekt musi zostać następnie odwzorowany w rzeczywistości np. poprzez technologię druku 3D lub po prostu zaprezentowany jako cyfrowy bliźniak oryginału.

Przykładowe zastosowania to m. in.

skanowanie obiektów muzealnych (zwłaszcza w czasach COVID-19) na cele publikacji zbiorów w internecie
skanowanie karoserii pojazdów na cele przebudowy i projektowania
skanowanie różnych elementów na cel ich późniejszego druku 3D
skanowanie do kontroli jakości wykonanych elementów
skanowanie obiektów sakralnych
dokumentacja odkrywek i obiektów archeologicznych

Decydując się na usługę skanowania światłem strukturalnym nasi klienci zyskują:

oszczędność pieniędzy – dzięki umożliwieniu wielorazowego wykorzystania modelu,
czas – skanowanie znacząco przyśpiesza uzyskanie pomiaru względem pomiarów np. linijką/dalmierzem
wiarygodność – skaner ma określony błąd pomiaru, jest również odpowiednio wzorcowany,
powtarzalność – raz uzyskany model może być wykorzystany ponownie bez ryzyka zmiany parametrów.

Nasz sprzęt

PKIG pracuje na doskonałej jakości skanerze EinScan-Pro. Jest to skaner zapewniający szybkie i precyzyjne obrazowanie. Rozdzielczość skanu to nawet 0,1 mm, przy minimalnej wielkości obiektu 0,03 mm. W trybie skanowania ręcznego szybkość skanu to aż 10 klatek/s, natomiast przy użyciu statywu, pojedynczy skan trwa mniej niż 2 sekundy.

Generowane modele są zapisywane w formatach kompatybilnych z większością systemów CAD. EinScan-Pro skanuje geometrię z pełną informacją o kolorze i teksturze.

autor : Geodeta uprawniony Łukasz Kacprzak wraz z zespołem

FAQ – Skaning laserowy i skanowanie światłem strukturalnym

Czym jest skaning laserowy?

Skaning laserowy to nowoczesna metoda pomiarowa, która pozwala na szybkie i precyzyjne pozyskanie dużej ilości danych przestrzennych. W wyniku pomiaru powstaje chmura punktów przedstawiająca rzeczywistą geometrię skanowanego obiektu lub przestrzeni.

Na czym polega skanowanie światłem strukturalnym?

Skanowanie światłem strukturalnym polega na wykorzystaniu projektowanego na powierzchnię wzoru światła do precyzyjnego określenia kształtu i geometrii obiektu. Technologia ta pozwala na szczegółowe odwzorowanie elementów o złożonych kształtach i niewielkich rozmiarach.

Czym różni się skaning laserowy od skanowania światłem strukturalnym?

Skaning laserowy jest szczególnie przydatny przy pomiarach dużych przestrzeni, budynków i obiektów architektonicznych. Skanowanie światłem strukturalnym pozwala natomiast na bardzo szczegółowe odwzorowanie mniejszych elementów i powierzchni. W zależności od potrzeb obie technologie mogą być stosowane oddzielnie lub łączone.

Jakie obiekty można skanować laserowo?

Skaning laserowy można wykorzystywać między innymi do pomiarów budynków, obiektów przemysłowych, konstrukcji, wnętrz, elewacji, obiektów zabytkowych, kościołów oraz innych obiektów wymagających dokładnego odwzorowania geometrii.

Czy skaning laserowy można wykorzystać do inwentaryzacji budynków?

Tak. Skaning laserowy jest skuteczną metodą wykonywania inwentaryzacji architektonicznych i technicznych. Pozyskane dane mogą służyć do opracowania dokumentacji istniejącego stanu obiektu, modeli 3D oraz innych materiałów wykorzystywanych w projektowaniu i modernizacji.

Czym jest chmura punktów?

Chmura punktów to zbiór milionów punktów przestrzennych pozyskanych podczas skanowania. Każdy punkt zawiera informacje o swoim położeniu, a w zależności od zastosowanej technologii również dodatkowe informacje dotyczące powierzchni. Chmura punktów pozwala na cyfrowe odwzorowanie rzeczywistego obiektu lub przestrzeni.

Czy na podstawie skaningu można przygotować model 3D?

Tak. Dane pozyskane podczas skaningu mogą być wykorzystywane do opracowania modeli 3D, dokumentacji technicznej oraz innych opracowań dopasowanych do potrzeb inwestora i projektu.

Czy skaning laserowy można wykorzystać do dokumentacji zabytków i kościołów?

Tak. Skaning laserowy pozwala na szczegółowe odwzorowanie geometrii obiektów zabytkowych, kościołów i innych obiektów o złożonej architekturze. Pozyskane dane mogą być wykorzystywane do celów inwentaryzacyjnych, projektowych, konserwatorskich i archiwizacyjnych.

Jakie są zalety skaningu laserowego?

Do najważniejszych zalet skaningu laserowego należą wysoka dokładność, szybkie pozyskiwanie dużej ilości danych oraz możliwość cyfrowego odwzorowania istniejącego obiektu. Technologia pozwala również na wykonywanie pomiarów w miejscach o skomplikowanej geometrii.

Czy można połączyć skaning laserowy ze skanowaniem światłem strukturalnym?

Tak. Połączenie obu technologii pozwala wykorzystać zalety każdej z metod. Skaning laserowy może służyć do odwzorowania większych przestrzeni i obiektów, natomiast skanowanie światłem strukturalnym umożliwia szczegółowe pomiary mniejszych elementów i powierzchni.

Jakie opracowania można przygotować na podstawie skaningu?

W zależności od potrzeb inwestora dane ze skaningu mogą zostać wykorzystane do przygotowania między innymi chmury punktów, modeli 3D, dokumentacji technicznej, opracowań inwentaryzacyjnych oraz innych materiałów przestrzennych.

Czy skaning laserowy może być wykonany dla istniejącego obiektu?

Tak. Skaning laserowy jest często wykorzystywany do dokumentowania istniejących budynków, obiektów przemysłowych, konstrukcji, wnętrz oraz obiektów zabytkowych. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie dokładnych danych o rzeczywistym stanie i geometrii obiektu.

Wykonane przez nas realizacje:

Warszawa – Wola, ul. Karolkowa

W Warszawie, w dzielnicy Wola przy ul. Karolkowej, wykonano skaning laserowy oraz skanowanie światłem strukturalnym. Zastosowanie nowoczesnych technologii pomiarowych pozwoliło na precyzyjne pozyskanie danych przestrzennych oraz szczegółowe odwzorowanie badanego obiektu. Zebrane dane mogą stanowić podstawę do przygotowania dokumentacji technicznej, modeli 3D oraz dalszych analiz projektowych.

Kampinos – Zawady, skaning kościoła

W miejscowości Zawady w gminie Kampinos wykonano skaning laserowy kościoła. Pomiary pozwoliły na szczegółowe odwzorowanie geometrii obiektu oraz pozyskanie dokładnych danych przestrzennych dotyczących jego konstrukcji i elementów architektonicznych. Skaning laserowy umożliwił stworzenie cyfrowej dokumentacji obiektu, która może być wykorzystywana w celach inwentaryzacyjnych, projektowych, konserwatorskich i archiwizacyjnych.

Kutno – skaning laserowy

W Kutnie przeprowadzono skaning laserowy obiektu, którego celem było precyzyjne pozyskanie danych przestrzennych i odwzorowanie istniejącej geometrii. Wykorzystanie technologii skaningu laserowego pozwoliło na szybkie zebranie szczegółowych informacji o obiekcie i przygotowanie materiału do dalszego opracowania technicznego lub projektowego.

Kraków – ul. Pawia

W Krakowie przy ul. Pawiej wykonano skaning laserowy oraz skanowanie światłem strukturalnym. Połączenie obu technologii pozwoliło na uzyskanie dokładnych danych przestrzennych i szczegółowe odwzorowanie badanego obiektu. Pozyskane informacje mogą być wykorzystywane do opracowania dokumentacji technicznej, modeli 3D oraz prowadzenia dalszych prac projektowych i inwentaryzacyjnych.

Aleksandrów Łódzki – ul. 11 Listopada

W Aleksandrowie Łódzkim przy ul. 11 Listopada przeprowadzono skaning laserowy. Wykonane pomiary pozwoliły na precyzyjne odwzorowanie geometrii obiektu oraz pozyskanie szczegółowych danych przestrzennych. Zebrana chmura punktów może stanowić podstawę do opracowania dokumentacji technicznej i dalszych analiz związanych z obiektem.

Warszawa – Praga-Północ, ul. Okrzei

W Warszawie, w dzielnicy Praga-Północ przy ul. Okrzei, wykonano skaning laserowy oraz skanowanie światłem strukturalnym. Zastosowane technologie umożliwiły dokładne odwzorowanie przestrzeni i elementów badanego obiektu. Pozyskane dane mogą być wykorzystywane do tworzenia dokumentacji 3D, opracowań technicznych oraz wsparcia dalszych prac projektowych i inwentaryzacyjnych.