Объемы складов сыпучих материалов. Сравнение результатов сканирования 3D сканерами Leica RTC360 и Lixel L2pro.

Добрый день, уважаемые посетители блога НГК!

Современное 3D-сканирование открывает невероятные возможности в точности измерений и анализа. В этой статье мы рассмотрим два передовых решения для 3D-сканирования — стационарный наземный 3D сканер Leica RTC360 и ручной мобильный SLAM сканер Lixel L2pro. 

Мы провели испытания для того, чтобы сравнит получаемые результаты и выявить сильные и слабые места каждого сканера при подсчете объемов на закрытых складах. 

В качестве объектов сравнения мы выбрали 5 разных складов с зерном.

Склад номер 1.

Lixel L2pro: Время съёмки 3 минуты. В том числе галереи, в которых не было зерна (для общего плана)

Leica RTC360: Время съёмки 8 минут. 5 станций стояния сканера. Съемка только в целевой галерее.

Сравнение облаков в программном обеспечении Leica Cyclone 3DR

Съемка велась в условной системе координат, объединение выполнялось по общим точкам. В среднем ошибки на связующих точках составили 1-3 см.

Программное сопоставление и раскраска облака по отклонению:

70% точек уложились в 1,25 см, 95% точек в 2,5 см

Если посмотреть на схему ниже, то цветовая разница в красных цветах указывает на те места, где операторы поднимались и спускался на насыпь. В тех местах геометрия незначительно изменилась и программа нам это показала:

На этом же плане, точки в синем диапазоне – это разница между облаками в пределах 1 см, зелёные точки – в пределах 2 см. То есть практически все точки SLAM-сканера ложатся в пределах 1-2 см относительно высокоточного Leica RTC360.

Так же при сопоставлении можно наглядно увидеть зоны (показано серым цветом на фото выше и ниже), где Leica RTC360 не смог снять в виду того, что туда было просто невозможно поставить штатив со сканером. Это точки находящиеся уже почти под самым потолком. Для ручных SLAM сканеров это не является проблемой.

Сравнение геометрии по сечениям

Поверхность и нераскрашенное облако с RTC360:

Создадим сечение облаков/поверхностей с нужным нам шагом и вычисляем между ними разницу:

По итогу можно сделать вывод, что геометрическая точность облака с мобильного сканера практически полностью идентична данным с Leica RTC360 и колеблется в районе 1-2 см.

Сравнение объемов

XGREIDS L2 pro	Leica RTC360	Разница, м3	Разница, %
559,11	548,90	10,21	1,86

Склад номер 2.

Этот склад был заполнен под самое перекрытие

Это создаёт определённые сложности перемещения, а так же проблемы прямой видимости со сканера, что может требовать дополнительных станций стояния стационарного сканера.

В этом случае станции RTC360 ставились между каждой поперечной опорой кровли склада. Их было 8 штук.

Время съёмки наземным сканером 15 минут. Съёмка мобильным сканером заняла 6,5 минут.

Сравнение облаков в Leica Cyclone 3DR

В этом примере отличия между сканерами уже более ощутимые. Достаточно большой процент точек имеет отличия в 4-5-6 см

30% точек – до 1 см, 46% - до 2 см, 58% - до 3 см, 72% - до 4 см, 86% - до 5см, 94% - до 6 см

При этом видно, что неподвижные жёсткие контуры в виде стен имеют минимальную ошибку – меньше 1 см. Наибольшие же отличия в тех местах, где по насыпи ходили операторы сканеров. Но, похоже, что имеет место и небольшой завал горизонта по полу. Может быть ошибкой оптимизации SLAM, учитывая замкнутое пространство при перемещении под сводами склада.

В том числе и плиты перекрытия, то же имеют аномально высокие расхождения. Порядка 4-6 см.

Позже выяснилось, что данные с RTC360 вообще не удалось связать классическими способами – в Register360. Связка делалась визуально, без полноценной оптимизации. Скорее всего стены свелись хорошо, а вот по высоте достаточной степени перекрытия не было. То есть в этом примере нельзя однозначно судить, что данные со SLAM-сканера оказались хуже или лучше, чем со стационарного сканера.

Сравнение объемов

Данные с 3D сканера Leica RTC360:

Данные с 3D сканера XGRIDS Lixel L2 pro:

XGRIDS L2pro	Leica RTC360	Разница, м3	Разница, %
1538,20	1514,46	23,27	1,57

Cклад номер 3

Данные мобильного сканера XGRIDS Lixel L2pro. Время сканирования – 2 минуты

Данные Leica RTC360. 6 станций стояния:

XGRIDS Lixel L2pro	Leica RTC360	Разница, м3	Разница, %
660,03	655,04	4,99	0,75

Склад номер 4.

Данные с мобильного SLAM сканера XGRIDS L2pro. Время сканирования 1, 5 минуты

Данные с Leica RTC360. 3 станции стояния:

XGRIDS L2pro	Leica RTC360	Разница, м3	Разница, %
211,42	213,39	1.97	0.93

Склад номер 5. 

Данные с мобильного SLAM сканера XGRIDS Lixel L2 pro. Снимался дважды, в том числе с вехой. Время сканирования с вехой – 1,5 минуты. При ручном удержании без вехи – около 2,5 минут, так как в средних участках оператор поднимался на штабель, чтобы гарантировано все снять.

Данные с Leica RTC360

Несмотря на то, что было использовано 8 станций стояния, всё равно не удалось избежать пустот в облаке:

Использование вехи и мобильного SLAM сканера на такого типе объектах позволяет минимизировать пропущенные участки и исключить необходимость подъёма на верх штабелей (данные c Lixel L2pro):

Подсчёт и сравнение объёмов

Данные XGRIDS Lixel L2pro:

Расчёт по данным Leica RTC360:

XGRIDS Lixel L2pro	Leica RTC360	Разница, м3	Разница, %
204,16	202,96	1,2	0,59

Номер склада	XGRIDS Lixel L2pro	Leica RTC360	Разница, м3	Разница, %
Склад 1	559,11	548,90	10,21	1,86
Склад 2	1538,20	1514,46	23,27	1,57
Склад 3	660,03	655,039	4,99	0,75
Склад 4	211,42	213,39	1,97	0,93
Склад 5	204,16	202,961	1,2	0,59

Выводы по итогу испытания:

С точки зрения точности получения объемов складов сыпучих материалов эти сканеры получают практически одинаковый результат. 

Сравнительный анализ решений Leica RTC360 и Lixel L2pro показывает, что оба обеспечивают высокий уровень точности,  надежности и достоверности. XGRIDS Lixel L2pro выделяется своей мобильностью, быстротой съемки и возможностью снять недоступные для RTC объекты, тогда как RTC360 остается надежным выбором с точки зрения детальности и большей дальности сканирования.  

Выбор между ними зависит от специфических требований и условий вашего проекта. 

Если вы хотите узнать больше об использовании 3D-сканирования для вашего бизнеса, свяжитесь с нами, и мы подберем для вас идеальное решение.

Понравилась статья? Читайте другие статьи нашего блога по ссылке.