isicad: 3D лазерное сканирование Юго-Западной ТЭЦ, Санкт-Петербург

От редакции isicad.ru: Создание CAD-модели по облаку точек, полученных в результате 3D-сканирования реальных объектов — весьма актуальная область глобального рынка инженерного софтвера в сочетании с соответствующей аппаратурой. Наш портал не раз уделял внимание развитию технологических аспектов этой области, см. например, «Geomagic Spark: 3D сканирование сопрягается с 3D CAD», «3D Systems становится монополистом в области создания CAD-модели по данным сканирования» и др.

На этом фоне приятно отметить российскую компанию Trimetari Consulting (Санкт-Петербург), занимающуюся промышленным наземным лазерным сканированием для построения трёхмерных моделей, которые используются для реконструкции цехов, промышленных площадок, заводов, тоннелей, открытых горных выработок, автодорог, железнодорожных развязок и станций, мостов, фасадов, интерьеров, объектов культурного наследия, мест археологических раскопок и даже — актеров кино.

Несколько месяцев назад мы опубликовали статью о проекте Trimetari, связанном с лазерным сканированием территории Череповецкого комбината «Северсталь», а сегодня представляем еще один проект и новый опыт.

В феврале 2013 года сотрудниками компании «Триметари» выполнены инженерно-геодезические изыскания методом наземного лазерного сканирования первого блока Юго-Западной ТЭЦ. Работы по сканированию существующих инженерных конструкций проводились с целью создания трехмерной модели для выполнения проектирования строительства второй очереди электроцентрали.

Рис.1. 3D лазерное сканирование Юго-Западной ТЭЦ

Полевые работы выполнялись трехмерными лазерными сканерами FARO Focus3D Multisensor и Leica ScanStation2. Параллельно со сканированием выполнялась фотосъемка объекта цифровой зеркальной камерой. Фотоснимки использовались для дешифрации на этапе камеральной обработки.

Рис.2. Машинный зал Юго-Западной ТЭЦ. Первая очередь

Камеральная обработка результатов проводилась в шесть этапов:

регистрация данных лазерного сканирования, объединение облака точек в единую модель;
фильтрация и сегментирование облака точек;
создание векторной модели: построение стальных конструкций, трубопроводов, оборудования, несущих конструкций и вписывание в облако точек;
редактирование, объединение, оптимизация модели, экспорт в формат AVEVA PDMS,
создание объекта Leica Truview,
составление отчета.

В результате объединения сканерных данных в единое облако точек достигнута среднеквадратическая погрешность (СКП) регистрации данных 0,008 м.
В процессе фильтрации и сегментации облака точек проводилось выделение участка работ согласно ранее утвержденным границам, а также удаление некорректных и «шумовых» данных, полученных в результате попадания в сканируемую область зеркальных объектов, работающего персонала, техники и т.д.

Рис.3. Фрагмент облака точек электростанции

Построение трехмерной векторной модели выполнялось с применением метода твердотельного моделирования для геометрически правильных объектов, использовались геометрические примитивы (цилиндры, сферы, плоскости, объекты выдавливания). Для металлоконструкций (уголки, каналы, швеллеры, балка) и труб использовался соответствующий сортамент ГОСТ. Смоделированные элементы позиционировались при помощи автоматической и полуавтоматической функции вписывания геометрии в облако точек.

Рис. 4. 3D-модель цеха, полученная по данным лазерного сканирования

PDMS модель в электронном виде представлена в виде набора макрофайлов для загрузки в соответствующие сайты иерархии PDMS. Созданная 3D модель послужила основой для проектирования второй очереди.

Рис.5. 3D-модель, подготовленная к экспорту в AVEVA PDMS

Помимо векторной PDMS-модели сотрудниками компании выполнены работы по созданию объекта TruView. Объект Leica Truview представляет собой интерпретацию облака точек. Данные лазерного сканирования в Leica TruView отображаются с позиции сканера. Программа позволяет производить измерения, делать пометки, получать трехмерные координаты точек. Все изменения могут быть сохранены и переданы другим пользователям по сети.

Рис. 6. Представление облака точек в виде объекта Leica Truview

В результате инженерно-геодезических изысканий методом наземного лазерного сканирования технологических трубопроводов, вентиляционных коробов и кабельных металлоконструкций первого блока Юго-Западной ТЭЦ, компанией Триметари создана трехмерная векторная модель объекта в формате AVEVA PDMS, а также представлено облако точек в различных форматах для работы в средах PDMS, AutoCAD, Microstation. Работы выполнены в полном объеме и в обозначенный срок.