Руководство по 3D-сканированию зданий: Почему лучше доверить это профессионалам

Технологии 3D-сканирования совершили огромный скачок за последние годы. Сегодня оборудование и программное обеспечение стали доступны даже обычным пользователям для сканирования комнат и объектов. Владельцы строительных компаний могут приобрести комплекты для сканирования целых зданий и создания их моделей. Но стоит ли это делать?

В этой статье мы рассмотрим различные типы 3D-сканеров, подходящие для сканирования зданий, и возможные применения полученных моделей. А также разберемся, почему для такой задачи обычно лучше нанять профессионалов.

3D-сканирование в реальном мире

У 3D-сканирования множество применений: от архитектуры до создания цифровых библиотек. Например, Смитсоновский институт активно сканирует экспонаты, чтобы сохранить свою коллекцию для потомков.

Мы же сосредоточимся на сканировании зданий. Даже эта, казалось бы, узкая задача имеет огромный потенциал и может быть полезна самым разным специалистам:

• Строительные компании: для контроля прогресса на объектах.

• Архитекторы: для проведения оценок участка и обмеров.

• Дизайнеры интерьеров: для создания моделей будущих помещений.

• Археологи: для документирования хрупких или труднодоступных памятников.

• Реставраторы: для сохранения исторических зданий и landmarks.

Все эти области могут извлечь выгоду из 3D-сканов.

Читайте также нашу статью: [Для чего используется 3D-лазерное сканирование]

Фотограмметрия

Как можно догадаться из названия, фотограмметрия создает 3D-модель здания с помощью серии фотографий. Это самый доступный метод для обычного пользователя. Достаточно иметь хороший смартфон или планшет, чтобы попробовать.

Плюсы фотограмметрии:

• Технология проста в использовании.

• Потенциально позволяет достичь высокого разрешения.

• Низкие первоначальные затраты, часто бесплатна.

• Подходит практически для anyone.

Именно поэтому фотограмметрию чаще используют энтузиасты или профессионалы для небольших проектов. Просканировать таким методом целое здание теоретически можно, но крайне непрактично. Потребуются тысячи, если не десятки тысяч фотографий для точного моделирования.

Кроме того, для съемки верхних этажей и крыши понадобятся дроны. Задача выполнимая, но усилия могут не окупиться, особенно на этапе обработки горы снимков и сборки из них модели.

Лазерные сканеры

Времяпролетные (Time-of-Flight) и фазовые (Phase-Shift) сканеры — это два типа лазерных сканеров, идеально подходящих для сканирования крупных объектов, таких как здания.

Оба типа используют лазер, установленный на треногу, который вращается на 360 градусов, собирая данные. Но принцип их работы различен.

• Времяпролетные сканеры работают на основе знания скорости света. Измеряя время, за которое луч лазера достигает объекта и возвращается обратно, сканер с высочайшей точностью вычисляет расстояние. Это позволяет создавать невероятно детализированные и точные модели зданий.

• Фазовые сканеры используют другой подход: они модулируют мощность лазерного луча и сравнивают фазы отправленного и отраженного сигнала (отсюда и название). Они невероятно быстры и точны на своих рабочих дистанциях.

Фазовые сканеры лучше работают на расстоянии до 300 метров, а времяпролетные — до 1000 метров. Разумеется, для работы с таким оборудованием требуются training и expertise.

Ограничения, преимущества и применение

У обоих типов сканеров есть свои сильные и слабые стороны.

• Времяпролетные (ToF) сканеры могут сканировать на больших расстояниях, но делают это медленнее, собирая данные со скоростью в тысячи или сотни тысяч точек в секунду. Их главное преимущество — гибкость и работа с объектами на разной удаленности.

• Фазовые сканеры гораздо быстрее (сотни тысяч или миллионы точек в секунду), но их эффективный диапазон меньше. Чем выше скорость, тем короче дистанция.

Поэтому многие сервисы используют оба типа сканеров в зависимости от задачи. ToF-лазеры идеальны для сканирования экстерьеров и фасадов благодаря большому радиусу действия. Фазовые сканеры, с их высокой детализацией, лучше подходят для работы внутри помещений.

Сканирование — это не только сканирование

3D-сканирование здания — это не только про hardware и умение им пользоваться. Собранная информация — это сырые данные, так называемое «облако точек» (point cloud). Это еще не готовая модель.

Облако точек используется для создания CAD-модели, чертежей (планов, разрезов, фасадов), документации текущего состояния объекта (перед ремонтом) или интеграции с BIM (Information Modeling).

Как ПО работает с данными сканирования

Как правило, программное обеспечение для обработки сканов проходит два этапа:

1. Регистрация (Registration): Программа должна совместить все точки из разных сканов, собрав их в единую, точную цифровую копию реальности. Это сложный процесс, часто требующий ручной проверки и корректировки, чтобы избежать наложения ошибок.

2. Визуализация и моделирование (Visualization & Modeling): После регистрации данные визуализируются, подобно CGI в кино. Затем на основе облака точек создается 3D-модель с помощью САПР (CAD), которую уже можно использовать для проектирования.

Из-за огромных объемов данных некоторые компании используют разные программы для каждого этапа. Раньше софт поставлялся в комплекте со сканером, но сейчас можно приобрести независимое ПО, совместимое с разными моделями оборудования.

Почему для 3D-сканирования зданий лучше нанять профессионалов?

Ответ на этот вопрос стоит рассмотреть с трех разных ракурсов: знания, опыт и деньги. Давайте взглянем на него с точки зрения строительной компании.

1. Знания

Почему вы платите за бургер в любимом ресторане, а не готовите его сами? Потому что повар знает, как его правильно приготовить. Он делает это постоянно.

То же самое и со сканированием. Вы нанимаете профессионалов, потому что они знают, как это делать. Они обучены работе с оборудованием, его настройке под конкретные задачи и обработке полученных данных.

Чтобы сделать сканирование самостоятельно, вам придется инвестировать время в изучение рынка оборудования и его возможностей.

2. Опыт

Допустим, вы немного разбираетесь в теме. Но что насчет опыта? Сканеры собирают миллионы точек данных. Если несколько из них будут сняты с ошибкой, в модели могут возникнуть серьезные пробелы.

Уверены ли вы, что знаете все подводные камни и нюансы сканирования? А как насчет создания модели из этих данных? Обучены ли вы этому? Опыт — это разница между «я могу это сделать» и «я могу сделать это хорошо».

Ошибка в сканировании может привести к просчетам на стройплощадке, что повлияет на все: от несущих конструкций до разводки коммуникаций. Переделки обернутся потерями времени, денег и сорванными сроками проекта.

3. Деньги (Самое главное)

Любое бизнес-решение в конечном итоге упирается в деньги. Будет ли оно зарабатывать или экономить?

Первоначальные инвестиции:

• Времяпролетные сканеры стоят от $30 000 до $150 000 (и это еще не самые дорогие).

• Фазовые сканеры — от $80 000 до $165 000.

Цена услуг по сканированию начинается примерно от $1000 в день и может расти в зависимости от сложности и объема работ.

Инвестиции в знания и опыт:
Покупка оборудования — это только начало. Вам или вашему сотруднику придется освоить и сканер, и сложное ПО. Это прямые затраты на обучение и время.

Кроме того, за опыт всегда приходится платить. Неизбежны ошибки на пути к мастерству. В случае с 3D-сканированием цена ошибки может быть очень высока — от некорректных моделей до реальных просчетов в строительстве.

Что предлагает профессиональный сервис?

• Качество и точность: Профессионалы соберут информацию и структурируют ее должным образом.

• Скорость: Они предоставят точные результаты быстро, так как обучены не только сбору, но и интерпретации данных под ваши нужды.

• Гибкость: Сервисы могут оперативно работать с строительными компаниями, минимизируя простои.

• Обучение: Хорошая компания объяснит, как использовать полученные модели и данные.

Итог: Экономия в долгосрочной перспективе

Хотя услуги сканирования кажутся дорогими, в итоге они экономят деньги.

• Точные обмеры большого здания с помощью 3D-сканера занимают часы, в то время как ручные замеры могли бы занять дни.

• Качественные и детализированные планы экономят огромное количество времени на этапе проектирования.

• Чем точнее и яснее план, тем меньше ошибок при реализации проекта. Таким образом, инвестиция в точную модель спасает от гораздо больших финансовых потерь из-за переделок и задержек.

Нанять профессионалов — это не статья расходов, а разумная инвестиция в точность, скорость и успех вашего проекта. Наша компания оказывает услуги 3d-сканирования помещений, а также поставляет соответствующее оборудование - свяжитесь с нами по контактам, указанным в шапке сайта.