НПК "Йена Инструмент" технологии партнеры публикации новости

Опыт использования мобильной системы лазерного сканирования LYNX Mobile Mapper для решения задач проектирования ремонта автомобильных дорог


Технологии лазерного сканирования уже достаточно прочно закрепились в современных инженерных изысканиях, как высокоточные и эффективные методы сбора данных о пространственном положении объектов. 

Лазерный сканер или лидар (LIDAR англ. Light Detection and Ranging) - это прибор, выполняющий измерения с помощью лазерного оптического дальномера. Сканер выполняет измерения с очень высокой частотой (до нескольких сотен тысяч измерений в секунду), в результате чего получается большой объем координированных данных. В дальнейшем эти данные используются для построения пространственных цифровых моделей измеряемых объектов. Имеются лазерные сканеры наземного, воздушного и мобильного базирования. Соответственно, различают технологии наземного (НЛС), воздушного(ВЛС) и мобильного лазерного сканирования (МЛС), отличающиеся областями применения и точностью получаемых результатов. 

Компания «Йена Инструмент» использует современную мобильную систему лазерного сканирования LYNX Mobile Mapper M1 производства компании Optech (Канада). Мобильная система лазерного картографирования- это мобильный измерительный комплекс, позволяющий выполнять сбор данных о пространственном положении объектов с геодезической точностью, производимый с движущегося транспортного средства (автомобиль, железнодорожная мотриса). Высокоскоростная мобильная система лазерного картографирования LYNX M1 включает сканирующие сенсоры, высокоточную систему позиционирования и видеокамеры высокого разрешения. В процессе выполнения работы сканер, за счет прямолинейного движения автомобиля и вращения, в вертикальном направлении, зеркала сенсорного блока, производит обзор прилегающей территории справа и слева от траектории движения. 

Работа лазерного сканера основана на измерении наклонной дальности D от источника излучения (лазера) до объекта, являющегося препятствием на пути распространения лазерного луча. Такое препятствие вызовет появление отраженного импульса, который будет зарегистрирован в блоке управления, а по времени задержки от момента излучения зондирующего импульса до регистрации отраженного импульса, принимая во внимание постоянство скорости распространения электромагнитных колебаний, можно определить дальность D. Одновременно определяются углы отклонения сканирующего луча и координаты (X, Y, Z) пространственного положения носителя за счет использования инерциальной системы, которая одновременно с GPS приемником, установленным на базовой станции, принимает навигационную информацию. Группа датчиков интегрирована на единой жесткой платформе, что обеспечивает сохранность взаимного положения и ориентации всех датчиков и навигационного оборудования. Параметры внутреннего взаиморасположения всех датчиков определяются при калибровочных работах. 

Знание шести параметров ориентирования: углов отклонения сканирующего луча и координат пространственного положения носителя позволяет математически перейти к координатам точки, вызвавшей отражение. Основной результат работы лазерного локатора - лазерно-локационное изображение или «облако» лазерных точек.

Лазерно-локационное изображение всегда дискретно, оно состоит из множества лазерных точек, распределенных по пространственной структуре объектов и объективно отражающих топологию объектов. Технические характеристики сканера и выбор параметров сканирования определяют детальность и точность получаемой информации. 

Опыт применения в дорожной отрасли. 
Мониторинг, диагностика и оценка состояния автомобильных дорог в целом и дорожной одежды в частности являются базовой информационной основой для эффективного использования средств и материальных ресурсов при реконструкции, ремонте и содержании дорожной сети. 

Осенью 2013 года компанией «Йена Инструмент» были выполнены работы по мобильному лазерному сканированию участка дороги на юге России с целью получения данных для проектирования ремонта автодороги. Перед проведением мобильного лазерного сканирования была создано планово-высотное обоснование на данном участке, к которому в дальнейшем были привязаны данные МЛС. Точность облака точек относительно опорной сети в плане и по высоте составила 0,01 м. По результатам МЛС были получены следующие виды выходной продукции: 
• Топографический план 1:2000 
• Цифровая модель дорожной одежды 
• Дефектные ведомости: 
• Ведомость ограждений (в т.ч. подпорные стенки) 
• Ведомость дорожных знаков 
• Ведомость бордюрного камня 
• Ведомость мостов и тоннелей 
• Ведомость съездов и примыканий 
• Ведомость тротуаров 
• Ведомость водопропускных труб 
• Ведомость газонов 
• Ведомость автобусных остановок; 
• Продольный профиль; 
• Поперечные профили (через 20м) 

Все вышеуказанные виды продукции были получены в течение всего 10 дней после проведения мобильного лазерного сканирования. С учетом полевых работ на весь проект ушло не более 14 дней. 

Таким образом, с использованием технологии мобильного лазерного сканирования системой LYNX M1 можно оперативно и с высокой точностью получать следующие геометрические параметры и оценочные характеристики автодороги и объектов дорожной инфраструктуры: 
• ширина, проезжей части, основной укрепленной поверхности дороги и укрепительных полос продольные уклоны проезжей части и обочин; 
• поперечные уклоны проезжей части и обочин 
• радиусы кривых в плане и уклоны поворотов; 
• состояние дорожной одежды (наличие, вид, расположение и характеристика дефектов); 
• дефекты разметки, колейность; 
• ровность покрытия; 
• высота насыпи, глубина выемки и уклоны их откосов, состояние земляного полотна; 
• наличие и высота колесоотбойников и бордюров 

Одновременно на основании полученных данных возможно 
• Решение полного комплекса топографических задач, связанных с созданием и обновлением карт, планов(вплоть до масштаба 1:500), схем межевания, кадастр и т.п. 
• Создание полного комплекта изыскательских материалов для проведения ремонтных и строительных работ дорог. 
• Проведение инвентаризации и паспортизации объектов дорожной инфраструктуры. 
• Создание и заполнение дефектных ведомостей. 
• Построение высокоточных 3D моделей дороги и прилегающей территории. 



Вернуться