3D лазерный сканер: захват трещин и влажности одновременно

3D лазерный сканер: захват трещин и влажности одновременно

Экстремальные погодные явления могут повредить железнодорожные трассы, дороги, туннели и мосты. 3D-лазерный сканер, разработанный в Немецком институте физической измерительной техники Фраунгофера (IPM), помогает точно контролировать такие инфраструктуры и планировать их техническое обслуживание.

Штормы, сильные осадки или наводнения могут нанести большой ущерб железнодорожной сети и дорогам. Для своевременного обнаружения трещин и других дефектов в дорожных покрытиях, стенах туннелей и мостах используются измерительные автомобили с мобильными лазерными сканерами, которые захватывают окружающую среду трехмерно, бесконтактно и высокоточно.

На IPM теперь с помощью»Системы инспекции туннелей " (TIS) была разработана измерительная система, которая работает с двумя длинами лазерных волн и, помимо геометрии конструкции, дополнительно фиксирует влажность поверхностей. Как говорится в сообщении СМИ, это единственная торговая особенность. Таким образом, TIS определяет, является ли внутренняя стена туннеля сухой или влажной, что позволяет сделать выводы о состоянии сооружения.

В отличие от процедур на основе камеры, TIS работает даже в условиях низкой освещенности. Ведь сканер может фиксировать не только состояние туннелей, но и дорог и рельсов. Он предоставляет 3D-данные, которые могут быть оценены автоматически.

Самый быстрый лазерный сканер в мире

ТИС выявляет дефекты в миллиметровом диапазоне:» Установленный на измерительной машине сканер со скоростью до 80 километров в час выводит объект и регистрирует его общую геометрию и, при многократном измерении, соответствующие изменения", - объясняет Александр Рейтер, ученый из IPM.

Система измеряет два миллиона точек измерения в секунду, то есть измерительный луч в два миллиона раз в секунду определяет расстояние от измерительного прибора до исследуемого объекта –например, до стены. Через вращающееся зеркало измерительный луч отклоняется 200 раз в секунду в радиусе 360 градусов и, таким образом, плотно проходит по измеряемому объекту.

Таким образом, он является самым быстрым сканером такого рода в мире, сообщает Институт Фраунгофера. При этом измеряются расстояния до 80 метров, что, по мнению исследователей, более чем достаточно для постановки задачи. Результат сканирования дает 3D-описание окружающей среды в виде облака точек. Предназначен для суровых условий, метр бросает вызов большому холоду и теплу: он работает как при температурах -50 градусов по Цельсию, так и при +50 градусов по Цельсию.

Сложный метод сравнения фаз

Лазерные сканеры обычно применяют принцип измерения времени светового хода: при этом время работы света измеряется от излучателя к объекту и обратно к детектору и закрывается на расстояние через скорость света. В TIS все по-другому: он использует более сложный метод сравнения фаз: «При этом интенсивность передатчика модулируется высокочастотно. Время работы света до цели и обратно извлекается из фазового сдвига между передающим и принимающим сигналом», - сказал Рейтер.

Для измерения влажности поверхности используются лазерные лучи различной длины волны, которые поглощаются водой различной силы, но очень специфически. Интенсивность измеренных сигналов проливает свет на влажность на поверхности стены туннеля. "Инфракрасный свет сильно поглощается водой. Этот физический эффект мы используем. Мы используем две очень близкие друг к другу длины волн, одна сильно поглощается, другая слабая. Из разницы вычисляем степень влажности.»

Эффективная оценка с помощью машинного обучения

Данные с высоким разрешением, генерируемые сканером, находятся в цифровом виде. Цифровые данные измерений являются важным условием для долгосрочного мониторинга инфраструктуры. Последующая оценка основана на процедурах машинного обучения. Используя специально разработанные алгоритмы, система автоматически определяет, какие объекты присутствуют в рассматриваемой области. Это может быть фонарный столб или трещина в стене. Затем система присваивает каждой точке данных дополнительную информацию о том, какому объекту она принадлежит. Из этого можно получить обширный материал карты автоматически.

Однако: прежде чем алгоритмы смогут интерпретировать собранные данные, они должны быть обучены. «Большая проблема заключается в создании соответствующей базы данных для обучения», - говорит Рейтерер. В IPM такие данные доступны для различных случаев использования и могут использоваться для индивидуального и прикладного обучения.

В настоящее время ТИС существует только в качестве прототипов. Первые тестовые измерения в швейцарском экспериментальном штольне уже были успешно завершены, говорится в сообщении СМИ. Финальная система должна быть очень компактной с размером 30 x 30 x 30 см3.

Еще одной единственной особенностью сканера, по мнению его создателей, является то обстоятельство, что вся система закрыта. Вращающийся компонент, который отклоняет лазерный луч, находится в корпусе стеклянного цилиндра. "Благодаря этому мы реализуем прочную, долговечную и не требующую технического обслуживания систему», - говорит Рейтерер. На следующем этапе он должен быть протестирован на дороге и железной дороге в реальных условиях.

По словам ученого, с TIS теперь у вас есть мультимодальная система, которая впервые позволяет захватывать 3D-данные, трещины и влажность одновременно. «Это большой прогресс с точки зрения стоимости, скорости и эффективности.

3D лазерный сканер: захват трещин и влажности одновременно

Экстремальные погодные явления могут повредить железнодорожные трассы, дороги, туннели и мосты. 3D-лазерный сканер, разработанный в Немецком институте физической измерительной техники Фраунгофера (IPM), помогает точно контролировать такие инфраструктуры и планировать их техническое обслуживание.

Штормы, сильные осадки или наводнения могут нанести большой ущерб железнодорожной сети и дорогам. Для своевременного обнаружения трещин и других дефектов в дорожных покрытиях, стенах туннелей и мостах используются измерительные автомобили с мобильными лазерными сканерами, которые захватывают окружающую среду трехмерно, бесконтактно и высокоточно.

На IPM теперь с помощью»Системы инспекции туннелей " (TIS) была разработана измерительная система, которая работает с двумя длинами лазерных волн и, помимо геометрии конструкции, дополнительно фиксирует влажность поверхностей. Как говорится в сообщении СМИ, это единственная торговая особенность. Таким образом, TIS определяет, является ли внутренняя стена туннеля сухой или влажной, что позволяет сделать выводы о состоянии сооружения.

В отличие от процедур на основе камеры, TIS работает даже в условиях низкой освещенности. Ведь сканер может фиксировать не только состояние туннелей, но и дорог и рельсов. Он предоставляет 3D-данные, которые могут быть оценены автоматически.

Самый быстрый лазерный сканер в мире

ТИС выявляет дефекты в миллиметровом диапазоне:» Установленный на измерительной машине сканер со скоростью до 80 километров в час выводит объект и регистрирует его общую геометрию и, при многократном измерении, соответствующие изменения", - объясняет Александр Рейтер, ученый из IPM.

Система измеряет два миллиона точек измерения в секунду, то есть измерительный луч в два миллиона раз в секунду определяет расстояние от измерительного прибора до исследуемого объекта –например, до стены. Через вращающееся зеркало измерительный луч отклоняется 200 раз в секунду в радиусе 360 градусов и, таким образом, плотно проходит по измеряемому объекту.

Таким образом, он является самым быстрым сканером такого рода в мире, сообщает Институт Фраунгофера. При этом измеряются расстояния до 80 метров, что, по мнению исследователей, более чем достаточно для постановки задачи. Результат сканирования дает 3D-описание окружающей среды в виде облака точек. Предназначен для суровых условий, метр бросает вызов большому холоду и теплу: он работает как при температурах -50 градусов по Цельсию, так и при +50 градусов по Цельсию.

Сложный метод сравнения фаз

Лазерные сканеры обычно применяют принцип измерения времени светового хода: при этом время работы света измеряется от излучателя к объекту и обратно к детектору и закрывается на расстояние через скорость света. В TIS все по-другому: он использует более сложный метод сравнения фаз: «При этом интенсивность передатчика модулируется высокочастотно. Время работы света до цели и обратно извлекается из фазового сдвига между передающим и принимающим сигналом», - сказал Рейтер.

Для измерения влажности поверхности используются лазерные лучи различной длины волны, которые поглощаются водой различной силы, но очень специфически. Интенсивность измеренных сигналов проливает свет на влажность на поверхности стены туннеля. "Инфракрасный свет сильно поглощается водой. Этот физический эффект мы используем. Мы используем две очень близкие друг к другу длины волн, одна сильно поглощается, другая слабая. Из разницы вычисляем степень влажности.»

Эффективная оценка с помощью машинного обучения

Данные с высоким разрешением, генерируемые сканером, находятся в цифровом виде. Цифровые данные измерений являются важным условием для долгосрочного мониторинга инфраструктуры. Последующая оценка основана на процедурах машинного обучения. Используя специально разработанные алгоритмы, система автоматически определяет, какие объекты присутствуют в рассматриваемой области. Это может быть фонарный столб или трещина в стене. Затем система присваивает каждой точке данных дополнительную информацию о том, какому объекту она принадлежит. Из этого можно получить обширный материал карты автоматически.

Однако: прежде чем алгоритмы смогут интерпретировать собранные данные, они должны быть обучены. «Большая проблема заключается в создании соответствующей базы данных для обучения», - говорит Рейтерер. В IPM такие данные доступны для различных случаев использования и могут использоваться для индивидуального и прикладного обучения.

В настоящее время ТИС существует только в качестве прототипов. Первые тестовые измерения в швейцарском экспериментальном штольне уже были успешно завершены, говорится в сообщении СМИ. Финальная система должна быть очень компактной с размером 30 x 30 x 30 см3.

Еще одной единственной особенностью сканера, по мнению его создателей, является то обстоятельство, что вся система закрыта. Вращающийся компонент, который отклоняет лазерный луч, находится в корпусе стеклянного цилиндра. "Благодаря этому мы реализуем прочную, долговечную и не требующую технического обслуживания систему», - говорит Рейтерер. На следующем этапе он должен быть протестирован на дороге и железной дороге в реальных условиях.

По словам ученого, с TIS теперь у вас есть мультимодальная система, которая впервые позволяет захватывать 3D-данные, трещины и влажность одновременно. «Это большой прогресс с точки зрения стоимости, скорости и эффективности.

3D лазерный сканер: захват трещин и влажности одновременно

Экстремальные погодные явления могут повредить железнодорожные трассы, дороги, туннели и мосты. 3D-лазерный сканер, разработанный в Немецком институте физической измерительной техники Фраунгофера (IPM), помогает точно контролировать такие инфраструктуры и планировать их техническое обслуживание.

Штормы, сильные осадки или наводнения могут нанести большой ущерб железнодорожной сети и дорогам. Для своевременного обнаружения трещин и других дефектов в дорожных покрытиях, стенах туннелей и мостах используются измерительные автомобили с мобильными лазерными сканерами, которые захватывают окружающую среду трехмерно, бесконтактно и высокоточно.

На IPM теперь с помощью»Системы инспекции туннелей " (TIS) была разработана измерительная система, которая работает с двумя длинами лазерных волн и, помимо геометрии конструкции, дополнительно фиксирует влажность поверхностей. Как говорится в сообщении СМИ, это единственная торговая особенность. Таким образом, TIS определяет, является ли внутренняя стена туннеля сухой или влажной, что позволяет сделать выводы о состоянии сооружения.

В отличие от процедур на основе камеры, TIS работает даже в условиях низкой освещенности. Ведь сканер может фиксировать не только состояние туннелей, но и дорог и рельсов. Он предоставляет 3D-данные, которые могут быть оценены автоматически.

Самый быстрый лазерный сканер в мире

ТИС выявляет дефекты в миллиметровом диапазоне:» Установленный на измерительной машине сканер со скоростью до 80 километров в час выводит объект и регистрирует его общую геометрию и, при многократном измерении, соответствующие изменения", - объясняет Александр Рейтер, ученый из IPM.

Система измеряет два миллиона точек измерения в секунду, то есть измерительный луч в два миллиона раз в секунду определяет расстояние от измерительного прибора до исследуемого объекта –например, до стены. Через вращающееся зеркало измерительный луч отклоняется 200 раз в секунду в радиусе 360 градусов и, таким образом, плотно проходит по измеряемому объекту.

Таким образом, он является самым быстрым сканером такого рода в мире, сообщает Институт Фраунгофера. При этом измеряются расстояния до 80 метров, что, по мнению исследователей, более чем достаточно для постановки задачи. Результат сканирования дает 3D-описание окружающей среды в виде облака точек. Предназначен для суровых условий, метр бросает вызов большому холоду и теплу: он работает как при температурах -50 градусов по Цельсию, так и при +50 градусов по Цельсию.

Сложный метод сравнения фаз

Лазерные сканеры обычно применяют принцип измерения времени светового хода: при этом время работы света измеряется от излучателя к объекту и обратно к детектору и закрывается на расстояние через скорость света. В TIS все по-другому: он использует более сложный метод сравнения фаз: «При этом интенсивность передатчика модулируется высокочастотно. Время работы света до цели и обратно извлекается из фазового сдвига между передающим и принимающим сигналом», - сказал Рейтер.

Для измерения влажности поверхности используются лазерные лучи различной длины волны, которые поглощаются водой различной силы, но очень специфически. Интенсивность измеренных сигналов проливает свет на влажность на поверхности стены туннеля. "Инфракрасный свет сильно поглощается водой. Этот физический эффект мы используем. Мы используем две очень близкие друг к другу длины волн, одна сильно поглощается, другая слабая. Из разницы вычисляем степень влажности.»

Эффективная оценка с помощью машинного обучения

Данные с высоким разрешением, генерируемые сканером, находятся в цифровом виде. Цифровые данные измерений являются важным условием для долгосрочного мониторинга инфраструктуры. Последующая оценка основана на процедурах машинного обучения. Используя специально разработанные алгоритмы, система автоматически определяет, какие объекты присутствуют в рассматриваемой области. Это может быть фонарный столб или трещина в стене. Затем система присваивает каждой точке данных дополнительную информацию о том, какому объекту она принадлежит. Из этого можно получить обширный материал карты автоматически.

Однако: прежде чем алгоритмы смогут интерпретировать собранные данные, они должны быть обучены. «Большая проблема заключается в создании соответствующей базы данных для обучения», - говорит Рейтерер. В IPM такие данные доступны для различных случаев использования и могут использоваться для индивидуального и прикладного обучения.

В настоящее время ТИС существует только в качестве прототипов. Первые тестовые измерения в швейцарском экспериментальном штольне уже были успешно завершены, говорится в сообщении СМИ. Финальная система должна быть очень компактной с размером 30 x 30 x 30 см3.

Еще одной единственной особенностью сканера, по мнению его создателей, является то обстоятельство, что вся система закрыта. Вращающийся компонент, который отклоняет лазерный луч, находится в корпусе стеклянного цилиндра. "Благодаря этому мы реализуем прочную, долговечную и не требующую технического обслуживания систему», - говорит Рейтерер. На следующем этапе он должен быть протестирован на дороге и железной дороге в реальных условиях.

По словам ученого, с TIS теперь у вас есть мультимодальная система, которая впервые позволяет захватывать 3D-данные, трещины и влажность одновременно. «Это большой прогресс с точки зрения стоимости, скорости и эффективности.

3D лазерный сканер: захват трещин и влажности одновременно

Экстремальные погодные явления могут повредить железнодорожные трассы, дороги, туннели и мосты. 3D-лазерный сканер, разработанный в Немецком институте физической измерительной техники Фраунгофера (IPM), помогает точно контролировать такие инфраструктуры и планировать их техническое обслуживание.

Штормы, сильные осадки или наводнения могут нанести большой ущерб железнодорожной сети и дорогам. Для своевременного обнаружения трещин и других дефектов в дорожных покрытиях, стенах туннелей и мостах используются измерительные автомобили с мобильными лазерными сканерами, которые захватывают окружающую среду трехмерно, бесконтактно и высокоточно.

На IPM теперь с помощью»Системы инспекции туннелей " (TIS) была разработана измерительная система, которая работает с двумя длинами лазерных волн и, помимо геометрии конструкции, дополнительно фиксирует влажность поверхностей. Как говорится в сообщении СМИ, это единственная торговая особенность. Таким образом, TIS определяет, является ли внутренняя стена туннеля сухой или влажной, что позволяет сделать выводы о состоянии сооружения.

В отличие от процедур на основе камеры, TIS работает даже в условиях низкой освещенности. Ведь сканер может фиксировать не только состояние туннелей, но и дорог и рельсов. Он предоставляет 3D-данные, которые могут быть оценены автоматически.

Самый быстрый лазерный сканер в мире

ТИС выявляет дефекты в миллиметровом диапазоне:» Установленный на измерительной машине сканер со скоростью до 80 километров в час выводит объект и регистрирует его общую геометрию и, при многократном измерении, соответствующие изменения", - объясняет Александр Рейтер, ученый из IPM.

Система измеряет два миллиона точек измерения в секунду, то есть измерительный луч в два миллиона раз в секунду определяет расстояние от измерительного прибора до исследуемого объекта –например, до стены. Через вращающееся зеркало измерительный луч отклоняется 200 раз в секунду в радиусе 360 градусов и, таким образом, плотно проходит по измеряемому объекту.

Таким образом, он является самым быстрым сканером такого рода в мире, сообщает Институт Фраунгофера. При этом измеряются расстояния до 80 метров, что, по мнению исследователей, более чем достаточно для постановки задачи. Результат сканирования дает 3D-описание окружающей среды в виде облака точек. Предназначен для суровых условий, метр бросает вызов большому холоду и теплу: он работает как при температурах -50 градусов по Цельсию, так и при +50 градусов по Цельсию.

Сложный метод сравнения фаз

Лазерные сканеры обычно применяют принцип измерения времени светового хода: при этом время работы света измеряется от излучателя к объекту и обратно к детектору и закрывается на расстояние через скорость света. В TIS все по-другому: он использует более сложный метод сравнения фаз: «При этом интенсивность передатчика модулируется высокочастотно. Время работы света до цели и обратно извлекается из фазового сдвига между передающим и принимающим сигналом», - сказал Рейтер.

Для измерения влажности поверхности используются лазерные лучи различной длины волны, которые поглощаются водой различной силы, но очень специфически. Интенсивность измеренных сигналов проливает свет на влажность на поверхности стены туннеля. "Инфракрасный свет сильно поглощается водой. Этот физический эффект мы используем. Мы используем две очень близкие друг к другу длины волн, одна сильно поглощается, другая слабая. Из разницы вычисляем степень влажности.»

Эффективная оценка с помощью машинного обучения

Данные с высоким разрешением, генерируемые сканером, находятся в цифровом виде. Цифровые данные измерений являются важным условием для долгосрочного мониторинга инфраструктуры. Последующая оценка основана на процедурах машинного обучения. Используя специально разработанные алгоритмы, система автоматически определяет, какие объекты присутствуют в рассматриваемой области. Это может быть фонарный столб или трещина в стене. Затем система присваивает каждой точке данных дополнительную информацию о том, какому объекту она принадлежит. Из этого можно получить обширный материал карты автоматически.

Однако: прежде чем алгоритмы смогут интерпретировать собранные данные, они должны быть обучены. «Большая проблема заключается в создании соответствующей базы данных для обучения», - говорит Рейтерер. В IPM такие данные доступны для различных случаев использования и могут использоваться для индивидуального и прикладного обучения.

В настоящее время ТИС существует только в качестве прототипов. Первые тестовые измерения в швейцарском экспериментальном штольне уже были успешно завершены, говорится в сообщении СМИ. Финальная система должна быть очень компактной с размером 30 x 30 x 30 см3.

Еще одной единственной особенностью сканера, по мнению его создателей, является то обстоятельство, что вся система закрыта. Вращающийся компонент, который отклоняет лазерный луч, находится в корпусе стеклянного цилиндра. "Благодаря этому мы реализуем прочную, долговечную и не требующую технического обслуживания систему», - говорит Рейтерер. На следующем этапе он должен быть протестирован на дороге и железной дороге в реальных условиях.

По словам ученого, с TIS теперь у вас есть мультимодальная система, которая впервые позволяет захватывать 3D-данные, трещины и влажность одновременно. «Это большой прогресс с точки зрения стоимости, скорости и эффективности.

3D лазерный сканер: захват трещин и влажности одновременно

Экстремальные погодные явления могут повредить железнодорожные трассы, дороги, туннели и мосты. 3D-лазерный сканер, разработанный в Немецком институте физической измерительной техники Фраунгофера (IPM), помогает точно контролировать такие инфраструктуры и планировать их техническое обслуживание.

Штормы, сильные осадки или наводнения могут нанести большой ущерб железнодорожной сети и дорогам. Для своевременного обнаружения трещин и других дефектов в дорожных покрытиях, стенах туннелей и мостах используются измерительные автомобили с мобильными лазерными сканерами, которые захватывают окружающую среду трехмерно, бесконтактно и высокоточно.

На IPM теперь с помощью»Системы инспекции туннелей " (TIS) была разработана измерительная система, которая работает с двумя длинами лазерных волн и, помимо геометрии конструкции, дополнительно фиксирует влажность поверхностей. Как говорится в сообщении СМИ, это единственная торговая особенность. Таким образом, TIS определяет, является ли внутренняя стена туннеля сухой или влажной, что позволяет сделать выводы о состоянии сооружения.

В отличие от процедур на основе камеры, TIS работает даже в условиях низкой освещенности. Ведь сканер может фиксировать не только состояние туннелей, но и дорог и рельсов. Он предоставляет 3D-данные, которые могут быть оценены автоматически.

Самый быстрый лазерный сканер в мире

ТИС выявляет дефекты в миллиметровом диапазоне:» Установленный на измерительной машине сканер со скоростью до 80 километров в час выводит объект и регистрирует его общую геометрию и, при многократном измерении, соответствующие изменения", - объясняет Александр Рейтер, ученый из IPM.

Система измеряет два миллиона точек измерения в секунду, то есть измерительный луч в два миллиона раз в секунду определяет расстояние от измерительного прибора до исследуемого объекта –например, до стены. Через вращающееся зеркало измерительный луч отклоняется 200 раз в секунду в радиусе 360 градусов и, таким образом, плотно проходит по измеряемому объекту.

Таким образом, он является самым быстрым сканером такого рода в мире, сообщает Институт Фраунгофера. При этом измеряются расстояния до 80 метров, что, по мнению исследователей, более чем достаточно для постановки задачи. Результат сканирования дает 3D-описание окружающей среды в виде облака точек. Предназначен для суровых условий, метр бросает вызов большому холоду и теплу: он работает как при температурах -50 градусов по Цельсию, так и при +50 градусов по Цельсию.

Сложный метод сравнения фаз

Лазерные сканеры обычно применяют принцип измерения времени светового хода: при этом время работы света измеряется от излучателя к объекту и обратно к детектору и закрывается на расстояние через скорость света. В TIS все по-другому: он использует более сложный метод сравнения фаз: «При этом интенсивность передатчика модулируется высокочастотно. Время работы света до цели и обратно извлекается из фазового сдвига между передающим и принимающим сигналом», - сказал Рейтер.

Для измерения влажности поверхности используются лазерные лучи различной длины волны, которые поглощаются водой различной силы, но очень специфически. Интенсивность измеренных сигналов проливает свет на влажность на поверхности стены туннеля. "Инфракрасный свет сильно поглощается водой. Этот физический эффект мы используем. Мы используем две очень близкие друг к другу длины волн, одна сильно поглощается, другая слабая. Из разницы вычисляем степень влажности.»

Эффективная оценка с помощью машинного обучения

Данные с высоким разрешением, генерируемые сканером, находятся в цифровом виде. Цифровые данные измерений являются важным условием для долгосрочного мониторинга инфраструктуры. Последующая оценка основана на процедурах машинного обучения. Используя специально разработанные алгоритмы, система автоматически определяет, какие объекты присутствуют в рассматриваемой области. Это может быть фонарный столб или трещина в стене. Затем система присваивает каждой точке данных дополнительную информацию о том, какому объекту она принадлежит. Из этого можно получить обширный материал карты автоматически.

Однако: прежде чем алгоритмы смогут интерпретировать собранные данные, они должны быть обучены. «Большая проблема заключается в создании соответствующей базы данных для обучения», - говорит Рейтерер. В IPM такие данные доступны для различных случаев использования и могут использоваться для индивидуального и прикладного обучения.

В настоящее время ТИС существует только в качестве прототипов. Первые тестовые измерения в швейцарском экспериментальном штольне уже были успешно завершены, говорится в сообщении СМИ. Финальная система должна быть очень компактной с размером 30 x 30 x 30 см3.

Еще одной единственной особенностью сканера, по мнению его создателей, является то обстоятельство, что вся система закрыта. Вращающийся компонент, который отклоняет лазерный луч, находится в корпусе стеклянного цилиндра. "Благодаря этому мы реализуем прочную, долговечную и не требующую технического обслуживания систему», - говорит Рейтерер. На следующем этапе он должен быть протестирован на дороге и железной дороге в реальных условиях.

По словам ученого, с TIS теперь у вас есть мультимодальная система, которая впервые позволяет захватывать 3D-данные, трещины и влажность одновременно. «Это большой прогресс с точки зрения стоимости, скорости и эффективности.

3D лазерный сканер: захват трещин и влажности одновременно

Экстремальные погодные явления могут повредить железнодорожные трассы, дороги, туннели и мосты. 3D-лазерный сканер, разработанный в Немецком институте физической измерительной техники Фраунгофера (IPM), помогает точно контролировать такие инфраструктуры и планировать их техническое обслуживание.

Штормы, сильные осадки или наводнения могут нанести большой ущерб железнодорожной сети и дорогам. Для своевременного обнаружения трещин и других дефектов в дорожных покрытиях, стенах туннелей и мостах используются измерительные автомобили с мобильными лазерными сканерами, которые захватывают окружающую среду трехмерно, бесконтактно и высокоточно.

На IPM теперь с помощью»Системы инспекции туннелей " (TIS) была разработана измерительная система, которая работает с двумя длинами лазерных волн и, помимо геометрии конструкции, дополнительно фиксирует влажность поверхностей. Как говорится в сообщении СМИ, это единственная торговая особенность. Таким образом, TIS определяет, является ли внутренняя стена туннеля сухой или влажной, что позволяет сделать выводы о состоянии сооружения.

В отличие от процедур на основе камеры, TIS работает даже в условиях низкой освещенности. Ведь сканер может фиксировать не только состояние туннелей, но и дорог и рельсов. Он предоставляет 3D-данные, которые могут быть оценены автоматически.

Самый быстрый лазерный сканер в мире

ТИС выявляет дефекты в миллиметровом диапазоне:» Установленный на измерительной машине сканер со скоростью до 80 километров в час выводит объект и регистрирует его общую геометрию и, при многократном измерении, соответствующие изменения", - объясняет Александр Рейтер, ученый из IPM.

Система измеряет два миллиона точек измерения в секунду, то есть измерительный луч в два миллиона раз в секунду определяет расстояние от измерительного прибора до исследуемого объекта –например, до стены. Через вращающееся зеркало измерительный луч отклоняется 200 раз в секунду в радиусе 360 градусов и, таким образом, плотно проходит по измеряемому объекту.

Таким образом, он является самым быстрым сканером такого рода в мире, сообщает Институт Фраунгофера. При этом измеряются расстояния до 80 метров, что, по мнению исследователей, более чем достаточно для постановки задачи. Результат сканирования дает 3D-описание окружающей среды в виде облака точек. Предназначен для суровых условий, метр бросает вызов большому холоду и теплу: он работает как при температурах -50 градусов по Цельсию, так и при +50 градусов по Цельсию.

Сложный метод сравнения фаз

Лазерные сканеры обычно применяют принцип измерения времени светового хода: при этом время работы света измеряется от излучателя к объекту и обратно к детектору и закрывается на расстояние через скорость света. В TIS все по-другому: он использует более сложный метод сравнения фаз: «При этом интенсивность передатчика модулируется высокочастотно. Время работы света до цели и обратно извлекается из фазового сдвига между передающим и принимающим сигналом», - сказал Рейтер.

Для измерения влажности поверхности используются лазерные лучи различной длины волны, которые поглощаются водой различной силы, но очень специфически. Интенсивность измеренных сигналов проливает свет на влажность на поверхности стены туннеля. "Инфракрасный свет сильно поглощается водой. Этот физический эффект мы используем. Мы используем две очень близкие друг к другу длины волн, одна сильно поглощается, другая слабая. Из разницы вычисляем степень влажности.»

Эффективная оценка с помощью машинного обучения

Данные с высоким разрешением, генерируемые сканером, находятся в цифровом виде. Цифровые данные измерений являются важным условием для долгосрочного мониторинга инфраструктуры. Последующая оценка основана на процедурах машинного обучения. Используя специально разработанные алгоритмы, система автоматически определяет, какие объекты присутствуют в рассматриваемой области. Это может быть фонарный столб или трещина в стене. Затем система присваивает каждой точке данных дополнительную информацию о том, какому объекту она принадлежит. Из этого можно получить обширный материал карты автоматически.

Однако: прежде чем алгоритмы смогут интерпретировать собранные данные, они должны быть обучены. «Большая проблема заключается в создании соответствующей базы данных для обучения», - говорит Рейтерер. В IPM такие данные доступны для различных случаев использования и могут использоваться для индивидуального и прикладного обучения.

В настоящее время ТИС существует только в качестве прототипов. Первые тестовые измерения в швейцарском экспериментальном штольне уже были успешно завершены, говорится в сообщении СМИ. Финальная система должна быть очень компактной с размером 30 x 30 x 30 см3.

Еще одной единственной особенностью сканера, по мнению его создателей, является то обстоятельство, что вся система закрыта. Вращающийся компонент, который отклоняет лазерный луч, находится в корпусе стеклянного цилиндра. "Благодаря этому мы реализуем прочную, долговечную и не требующую технического обслуживания систему», - говорит Рейтерер. На следующем этапе он должен быть протестирован на дороге и железной дороге в реальных условиях.

По словам ученого, с TIS теперь у вас есть мультимодальная система, которая впервые позволяет захватывать 3D-данные, трещины и влажность одновременно. «Это большой прогресс с точки зрения стоимости, скорости и эффективности.