Знакомство со сканером Leica RTC360

RTC360 вдвое быстрее, чем любой существующий сканер, выдает облака точек высоко разрешения с изображениями HDR.Технология, примененная в RTC360, которая делает это возможным, называется TruRTC.

Технология TruRTC обеспечивает:
Быстрое, четкое и точное трехмерное лазерное сканирование 
Быструю фиксацию HDR изображений в высоком качестве

Улучшенный алгоритм "умной регистрации" (SmartReg) координирует и упрощает процедуру сшивки сканов от момента получения данных с последующей их обработкой до выдачи результатов.

Применение SmartReg затрагивает все компоненты комплекта RTC360, включая:

• RTC360
• Cyclone FIELD 360 
• Cyclone REGISTER 360

RTC360 подходит также для выполнения множества задач:

Съемка объектов инфраструктуры, как, например, эстакады, железнодорожные пути и тоннели.
Мониторинг конструкций
Обмеры сооружений
Топографические изыскания
Съемка исторических и архитектурных объектов и многое другое...

Сканер RTC360 быстр, мобилен и точен.

RTC360 быстрейший лазерный 3D сканера из представленных на рынке, если рассматривать весь технологический процесс в целом, включая процедуры сканирования и захвата изображений.
При скорости измерений до двух миллионов точек в секунду вместе с захватом HDR изображений, полностью отслеженное облако точек может быть получено в течении двух минут после нажатия одной кнопки. 
Применение технологии VIS, допускающая работу без марок, при автоматизации регистрации в поле значительно снижает временные затраты на камеральную обработку.
Элементы RTC360, с которыми контактирует оператор.

Сканер RTC360 используются два литий-ионных аккумулятора (GEB361).
Аккумуляторы обеспечивают примерно 4 часа непрерывного использования Аккумуляторы можно менять по одному, когда сканер работает в режиме паузы (не в момент съёмки), не выключая питания. Для зарядки используется устройство Leica Professional 3000 или 5000 Multicharger, которое так же помещается в красный кейс при перемещениях.



Для обеспечения непрерывной работы при выгрузке данных, RTC360 комплектуется двумя специально разработанными съемными флэш накопителями USB 3.0 объемом 256Гб каждый.
Флэш накопители отвечают самым высоким военным стандартам и не только способны работать в экстремальных условиях окружающей среды, но также имеют очень высокие показатели по скорости считывания/записи, что особенно важно при сканировании, где обрабатываются большие объемы данных.
Конструкция отсека USB в сканере не допускает использования других USB-накопителей, использование которых в некоторых случаях может нарушать целостность данных.

Аэродинамическое вращающееся зеркало RTC360

Разрешение скана оптимизируется под различные виды измерений, в зависимости от объекта сканирования.
Высокое разрешение увеличивает темп работы сканера: на максимальной скорости точки снимаются с высокой плотностью. Применимо для объектов с большим количеством деталей.
Среднее разрешение устанавливается в зависимости от дистанции: сканер фиксирует максимальное количество точек на максимально допустимом для него удалении. Применимо в больших помещениях или при съемках вне помещений
Низкое разрешение устанавливается для сокращения времени цикла сканирования, под которым подразумевается захват окружающего пространства в рамках досягаемой полусферы. Применимо для небольших помещений.

Результат сканирования черного автомобиля сканерами P40 и RTC360

Четкость RTC360 обеспечивает невероятно четкие и достоверные данные съемки, отражая лазерный сигнал для измерения точек от большинства поверхностей.
RTC360 был приспособлен для съемки поверхностей с очень разными отражающими способностями, включая поверхности черного цвета с очень ограниченными возможностями отражения.

В результате получаются твердые, чистые и достоверные данные съемки даже по таким традиционно трудным для сканирования объектам, как черные автомобили. Другие сканеры не способны снимать точки на больших участках поверхностей автомобилей, оставляя в сканах пустые пятна. Вы можете видеть на картинках отличия двух сканов: отснятого с помощью RTC360 и отснятого с помощью Р 40, который изначально обладает непревзойденным качеством исполнения. На ней почти нет пропущенных пятен по черной поверхности, отснятой RTC360.

 Кадры сканирования орнамента при помощи RTC360 

Точность 

Высокое качество, низкая шумность измерений означают, что RTC360 снимает данные очень точно. 

Точность измерения дистанций лазерным дальномером определена в диапазоне 1.0мм+ 10ppm, что означает, например, погрешность не более 1,2 мм на дистанции 20 м 

Шумы измерений определены в пределах 0,4 мм на дистанции 10 м и 0,5 мм на дистанции 

Такая точность и такой низкий уровень шума особенно заметны при сканировании объектов с большим количеством деталей, и лучше всего это видно на разрезе облака точек На изображениях слева и ниже показаны результаты сканирования нескольких замысловатых объектов и они невероятно детализированы на сканах RTC360.

Скан орнамента, выполненный RTC360

 Скан вентиля, выполненный RTC360

Скан автомобиля, выполненный RTC360

Фотофиксация HDR 

Технология TruRTC означает быстроту фотофиксации с расширенным динамический диапазонном. 

Скорость 

В процессе фотофиксации три камеры делают захват изображений в трех секторах сканера по (каждые 30°) На каждой станции, любая из трех 12-мегапиксельных камер захватывает HDR изображения по пяти различным группам экспозиции. 

В результате заполненное полусферическое изображение 32 бита и 432 мегапикселя снимается в пределах одной минуты. 

Такая скорость захвата изображений возможна только при использовании системы из трех независимых камер, отделенных от зеркала. Несовпадение осей камеры и зеркала образуют незначительный параллакс, который заметен только при очень коротких дистанциях сканирования.

Одна из камер фотофиксации RTC360

Расширенный динамический диапазон (HDR) Система захвата изображений HDR из трех камер использует пять фиксированных значений экспозиции, чтобы обеспечить соответствие уровням освещенности в полном диапазоне освещенности от затемненных зон до объектов под ярким солнечным светом. Изображения с пятью значениями экспозиции компонуются единое изображение 8 бит в процессе постобработки и, кроме того, в 32-битное изображение, в котором можно регулировать экспозицию уже в REGISTER 360.  

RTC360 имеет на борту 5 специальных VIS камер, которые не связаны с камерами фотофиксации HDR. После активации VIS камер при движениях сканера, они непрерывно отслеживают окружающую обстановку в черно-белом формате.
Эта видеоинформация обрабатывается в режиме реального времени с помощью программы опознавания характерных контуров, которая превращает «отслеженное» камерами в матрицу согласованных точек и линий. Это можно назвать фотограмметрией в режиме реального времени.
Компоненты в RTC360, отвечающие за VIS:


Встроенный IMU состоит из акселерометра и гироскопов, взаимодействующих с визуальными составляющими VIS при определении относительных изменений позиции и ориентации сканера после перемещения.

Данные с пяти VIS камер и сенсора IMU комбинируются и обрабатываются в интеллектуальных алгоритмах, которые, в конечном итоге, вычисляют релевантное положение и ориентацию сканера после смены станции. Синтез данных VIS для вычисления положений при перемещениях, разработан и запатентован Leica Geosystems.

Правила перемещения сканера

Когда RTC360 закончил цикл на первой станции и его пора перемещать на следующую позицию.
С включенным VIS сканер просто надо перенести на штативе к следующему месту съемки. VIS запускается автоматически при движении прибора. Данные сканирования на первой станции принимаются за базис.
Используя комбинации показаний сенсоров и интеллектуальные алгоритмы, VIS точно определит положение сканера, перемещенного на следующую станцию.
Нет необходимости оставаться внутри или даже вблизи уже отсканированной зоны, поскольку VIS будет использовать изображение VIS камеры и данные IMU для непрерывных вычислений траектории перемещения сканера, даже если его унесли довольно далеко от предыдущей станции.

Насколько надежна VIS? 

Надежность VIS зависит от многих внешних факторов и объектов окружения. 

Вокруг много подвижных объектов, которые могут закрывать поле обзора полностью или частично. Это могут быть проезжающие машины или пешеходы, например. 

Уровень освещенности - для работы VIS необходим хотя бы незначительный источник света. 

Открытый обзор окружающей обстановки - VIS камеры должны быть открыты в момент перемещения сканера. 

Уровень детализации среды окружения - длинные коридоры с монотонными стенами могут не обеспечивать достаточной визуальной детализации для выявления контуров совмещения (см рисунок ниже)

Насколько точна VIS 

• Точность VIS зависит от многих факторов: 

• Расстояния, на которое перемещается сканер для съемки с новой позиции. 

• Времени, ушедшего на перемещение сканера к новой станции 

• Размера и качества сканируемых данных. 

• Плавности траектории, по которой сканер перемещается между станциями. 

• Геометрии и текстуры объектов окружения. 

Если сканер перемещен только на несколько метров от предыдущей станции в пространстве с незатрудненной видимостью, где много деталей, то новое положение установки прибора и его ориентация, как правило, будут определены с точностью до нескольких см. 

Не может быть спецификаций лимитов или определенных статистически значений точности VIS Единственный важный фактор при нормальных условиях заключается в том, что точность вычисления положения сканера будет достаточной для выполнения автоматического совмещения облаков точек без ручной коррекции.

В каких случаях VIS может не сработать? 

Как правило, работа VIS максимально автоматизирована и надежна. При перемещении сканера в темноте или в условиях очень плохой видимости, VIS может не сработать и перестать вычислять все последующие позиции. VIS не будет работать, если сканер переносится в транспортировочном кейсе, рюкзаке или в выключенном состоянии. 

VIS имеет временные рамки, в пределах которых она способна отслеживать положение сканера при его переноске. Как правило, технология способна отслеживать положение в течение 2 мин 30 сек переноски. По истечении этого интервала (и далее до 5-ти минут переноски в целом), точность позиционирования снижается только к приблизительным значениям. После 5-ти минут переноски, VIS перестает работать.

Что происходит, когда VIS не используется? 

Если при перемещении не используется VIS, сканер не определит своего пространственного положения на очередной станции. Это значит, что оператор будет вынужден совмещать фрагменты съемки вручную. Ранее эта процедура выполнялась вручную камерально при помощи REGISTER 360. В Cyclone FIELD 360 данные съемки каждой станции могут совмещаться вручную прямо в поле. Это многое упрощает и сокращает время камеральной обработки.  

Факты о RTC360

Общая информация

Размеры	120мм x 240мм x 230мм
Вес	5.35кг (без аккумуляторов)
Пользовательский интерфейс	Сенсорный экран 5" для автономного управления
Удаленное управление	Приложение Cyclone FIELD 360 на IPad или на смартфоне (планшете) Android
Удаленное хранилище	Флэш накопитель 256 Гб USB 3.0
Сменные аккумуляторы	2 x Li-Ion (GEB361)
Двухосевой компенсатор	Нет (только на сканерах Leica P series)

Сканирование

Скорость	До двух миллионов точек в секунду
Дальность	0.5м - 130м
Точность	Линейная погрешность = 1.0мм + 10ppm, Угловая погрешность = 18"
Шумы	0.4мм @ 10м, 0.5мм @ 20м
Детализированное целевое сканирование	Нет (только на сканерах Leica P series)

Скорость измерений	2 минуты для сканирования полной  полусферы в разрешении HDR @ 6мм  @ 10м
Отслеживание положения	Автоматическое позиционирование и ориентация посредством видеослежения, дополняющего IMU cистему
Угол наклона	Основан на принципе инерциальной IMU системы, точность 18" (для измерений в вертикальном и перевернутом положениях при угле наклона +/- 5°)
Прочие сенсоры	GNSS, Высотомер, Компас

Устойчивость к воздействиям среды

Диапазон рабочих температур	От -5°C до 40°C
Защита от воды песка и пыли	IP54

Компоненты системы RTC360

Leica Cyclone FIELD 360

Сканер RTC360 управляется с помощью приложения Cyclone FIELD 360. 
Leica Cyclone FIELD 360 запускается в бортовом компьютере сканера или на обычном планшете (смартфоне), если данное приложение на нем установлено. 
FIELD 360 было разработано как простое и понятное интуитивно (насколько это возможно) приложение для управления сканером и контроля качества полевых данных.  Иными словами, FIELD 360 позволяет оператору Просматривать, Контролировать и Добавлять данные.

  Leica Cyclone FIELD 360 на планшете пользователя

Поскольку приложение Cyclone FIELD 360 позволяет автоматически совмещать облака непосредственно в поле, отснятые данные можно проверить на предмет полноты сшивки сканов, перед тем, как покинуть объект.

Приложение Cyclone FIELD 360 накапливает отснятые данные и позволяет присваивать им дополнительные значения, благодаря возможности маркировать в облаке точек информацию в виде: измерений, изображений, видео и аудиозаписей, документов, текста.

Обратите внимание, что некоторые функции доступны только в мобильном приложении.
но не в бортовом ПК. Мы рассмотрим это далее.

Процесс SmartReg

Cyclone FIELD 360 с его возможностью предварительного совмещения сканов RTC360 в полевых условиях, включен в процесс SmartReg.
FIELD 360 обеспечивает для пользователей простоту процесса предварительной сшивки сканов в полевых условиях с автоматическим или визуальным совмещением облаков для увязки станций.

Управление сканером с бортового компьютера в приложении FIELD 360

В бортовом Cyclone FIELD 360 нельзя визуализировать и просматривать данные съемки в графическом трехмерном виде или выполнять процедуры предварительной сшивки или присвоения тегов. Операции такого типа гораздо больше подходят для приложения FIELD 360 на планшете, большой экран которого упрощает выполнение подобных задач.

Приложение Cyclone FIELD 360

Приложение Cyclone FIELD 360, запущенное на планшете или смартфоне пользователя, обеспечивает не только интерфейс манипулирования сканером, но и работу дополнительных функций, а также расширенные возможности управления отснятыми дынными.
Приложение Cyclone FIELD 360 позволяет полностью контролировать данные съемки на предмет полноты, положения и корректности совмещения, а также предоставляет подтверждение о возможности успешной сшивки сканов.

Управление сканером с помощью приложения FIELD 360, установленного на планшете

Приложение Cyclone FIELD 360 позволяет:

• Полностью управлять заданиями
• Выполнять любые настройки сканера
• Удаленно запускать процесс съемки
• Маркировать изображения, текст, а так же видео и аудио записи.
• Выполнять дополнительный контроль данных съемки в панорамах 360° или в полностью визуализированных трехмерных моделях.
• Делать предварительную сшивку с автоматическим или визуальным совмещением и увязку станций

Системные требования для приложения Cyclone FIELD 360 

Для стабильной работы приложения Cyclone FIELD 360 на планшете или смартфоне, рекомендуется использовать мобильное устройство, отвечающее следующим требованиям:

• Android планшет или смартфон на Android 7.0 или выше с архитектурой 64 бит и такой же операционной системой, имеющий, как минимум, 3Гб оперативной памяти. 
• Apple iPad или iPhone на iOS 12 или выше с операционной системой 64 бит, имеющий, как минимум, 3Гб оперативной памяти.

FIELD 360 поддерживает установку на планшет или смартфон

Несколько моделей планшетов или смартфонов на базе Android, отвечающих системным требованиям приложения Cyclone FIELD 360: 

Несколько моделей планшетов или смартфонов Apple, отвечающих системным требованиям Cyclone FIELD 360: 

• iPad Pro 10.5” 
• iPhone XS 
• iPhone XS Max 
• iPhone 11 
• iPhone 11 Pro 
• iPhone 11 Pro Max

Cyclone REGISTER 360

Приложение Cyclone REGISTER 360 включено в комплекс RTC360 и, начиная с версии 1.5, оно поддерживает процесс SmartReg на RTC360.
В данной статье REGISTER 360 не будет рассматриваться подробно, поскольку эта программа имеет очень широкий функционал. 

Однако, мы сделаем краткий обзор REGISTER 360: Приложение Leica Cyclone REGISTER 360 это новейшее офисное ПО семейства Leica Cyclone для работы с облаками точек, разработанное с заложенными в его основу принципами: Скорость, Широкомасштабность и Простота.

REGISTER 360 разработана для обеспечения сшивки сканов, отснятых на объекте, в единое облако точек, с которым клиент сможет сразу начать работать в предоставленном ему ПО, или альтернативном. 

Приобрести надежный сканер Leica RTC360  с возможностью дальнейшего сервисного обслуживания вы можете у наших менеджеров. 

Понравилась статья? Читайте другие наши статье в блоге НГК.