Традиционните методи за придобиване на информация се състоят в измервания с ролетка и класически геодезически измервания . Заснемане с помощта на ролетка дава точност само до 25-75mm , което не е приемливо при моделиране за повечето проектанти , където обикновено се изисква точност на измерването от ± 2mm . Класическите геодезически измервания осигуряват висока точност , но поради времето , което е необходимо за извършването им , съчетано с ограниченията на измервателните уреди , плътността на измерените точки е много ниска . В резултат на това оскъдните 3D измервания трябва да бъдат екстраполирани ръчно , за да се направи „ приблизителен “ 3D модел . С изключение на измерените точки , във всички останали точки , които са получени с екстраполация , моделът не дава вярна и точна картина на реално изградената конструкция , съоръжение или обект . Отделно от описаните по-горе проблеми , тъй като повечето индустриални обекти са съставени от множество повърхнини , като цилиндри и извивки , редките облаци от точки от класически геодезически измервания стават неприложими за създаване на 3D геометрия .
2 . ОБЛАК ОТ ТОЧКИ И ПОСЛЕ КАКВО ? 2.1 . От сканиране към CAD модел
За преобразуване на облака от точки в представяне в CAD среда , се нуждаем от стъпката моделиране , където различните видове повърхнини отговарят на избрано подмножество от облака точки . Получените повърхнини се редактират , разширяват и пресичат , за да се получи пълен 3D модел . Моделирането е един от най-трудоемките и скъпи процеси по време на реконструкцията на всяка една реално заснета конструкция . Тези разходи възникват поради необходимостта от ръчно въвеждане от оператор . Въпреки че ситуацията се е подобрила значително в сравнение с подходите , базирани на традиционна фотограметрия , все още повечето от настоящите софтуери за обработка на облаци от точки , осигуряват минимални автоматични средства за моделиране . Въпросът за необходимостта от моделиране се повдига често . Ако е бързо и евтино да се придобият облаци от точки чрез сегашното поколение лазерни скенери , защо да не използваме облака от точки директно , вместо да извличаме 3D модел от него ? Спорно е , дали облак от точки с голяма гъстота ще бъде толкова добър колкото CAD модел . Този аргумент има и някои слабости . Във всяка стоманена конструкция е практически невъзможно да се получи пълно покритие на всички площи с облаци от точки . Дори да се пренебрегнат въпросите за време и труд , високата степен на препокриване на елементи , произлизащо от сложността на конструкциите и множеството елементи и плочи , често прави поставянето на скенера на произволни позиции невъзможно . Инженерният работен процес в повечето индустрии се основава на работа със стандартни 2D и 3D CAD модели , което означава , че въвеждането на облака от точки , като ново геометрично представяне , има присъщи интеграционни проблеми . Сложността в пространството и времето при манипулация , съхранение и споделяне на големите количества данни , получени от лазерните скенери , добавя и друг аспект към този проблем . Като обобщение , моделирането е необходимо , тъй като осигурява пълна картина чрез запълване на пропуските , останали от запушванията , осреднява ефекта от шум , осигурява по-добра точност , намалява количеството данни и получените CAD модели се вписват добре в инженерния работен поток на ежедневните практики .
2.2 . Апроксимиране на повърхнините към облаците от точки
Почти всички инструменти за моделиране , предлагани на пазара , изискват сериозна намеса на оператора в повечето моделиращи задачи . Макар че има и някои полуавтоматични инструменти , като създаване на повърхнини и геометрични примитиви , дори и при тях операторът трябва да започне процеса по създаване на всеки елемент . Освен това , повърхнините трябва да бъдат редактирани ръчно от оператора , за да се преобразуват в CAD описание . Проблемът с изчертаването на точни геометрични модели по облаци от точки възниква при решаването на много проектантски задачи ( разпознаване на обекти , реконструкция на сгради и съоръжения , инженерно възстановяване на изпълнени обекти и елементи , за които липсва проектна документация , контрол на качеството и др . [ 2 ], [ 3 ].
На фиг . 1 са илюстрирани основните параметри за описание на основни геометрични фигури . Равнините се определят чрез своя нормален вектор n =( nx ny nz ) и перпендикулярното разстояние от началото на координатната система р . Сферата S се определя от центъра ѝ c =( cx cy cz ) и радиуса r . Цилиндърът се представя чрез оста си a =( ax ay az ), точката от оста , която е най-близо до началото на КС c =( cx cy cz ) и радиуса r .
Фиг . 1 . Параметри на обектните модели ( Изображение взето от [ 7 ])
ГКЗ 1-2 ’ 2021 47