Новости: 3D лазерное сканирование и обмерные работы

Инженерная компания «НГКИ» выполнила проект по 3D лазерному сканированию здания бывшей богадельни имени Геера в Красносельском районе Москвы для целей подготовки проекта реставрации. К нам обратились представители проектной организации с просьбой выполнить архитектурные обмеры этого здания для использования облаков точек лазерного сканирования в своей работе. Здание богадельни имени Геера строилось в конце XIX века в течение почти пяти лет и было официально открыто 1 января 1899 года. Чуть позже, летом того же года, была освящена и домовая церковь Иосифа Обручника, пристроенная к зданию. В советское время в здании размещались самые разнообразные организации. В постсоветскую эпоху здание сначала переходило из руки в руки, но затем оказалось заброшенным. За более чем столетнюю историю в данном здании неоднократно проводились частичные ремонты, но оно ни разу не реставрировалось. В 2004 году здание было признано объектом культурного наследия регионального значения, но только спустя два десятилетия пришла очередь его реставрации. Лазерное сканирование заняло около трёх дней, а затем ещё три дня было затрачено на очистку и сшивку облаков точек в единую точечную 3D модель. Заказчику были переданы точечные 3D модели самого здания и прилегающей к нему территории в стандартном формате RCP.

Специалистами инженерной компании «НГКИ» выполнен проект по 3D сканированию и моделированию выходного вала электродвигателя, фундамента и присоединительных мест электродвигателя на действующем производстве в Московской области. Перед конструкторами данного завода стояла задача замены электродвигателя с минимальным временем простоя производства. Для решения этой задачи нашими специалистами использовались различные типы оборудования: лазерный сканер Leica RTC360 при съёмке фундаментов и анкеров для установки электродвигателя, определения взаимоположения выходного вала и присоединительных мест двигателя, а также ручной высокоточный 3D сканер ScanTech KSCAN-Magic для съёмки вала, муфты и шпоночного паза. Выбор 3D сканеров был продиктован их характеристиками: точность, дальность, быстродействие, а также возможность применения в конкретных условиях действующего производства. Облако точек и твердотельные 3D модели, которые были построены специалистами нашей компании по результатам выполненных работ, позволили получить наиболее полную информацию о геометрии и взаимном расположении элементов оборудования и были успешно использованы для решения задачи замены электродвигателя инженерами конструкторско-технологического центра завода.

Инженерное предприятие «НГКИ» выполнило проект по лазерному сканированию и 3D моделированию уникального здания Музея транспорта Москвы, который является памятником архитектуры советского авангарда, для целей подготовки проекта его реконструкции. Здание расположено на Новорязанской улице в Москве и было построено в 1926–1929 годах по проекту архитектора Константина Мельникова и инженера Владимира Шухова как гараж для грузовых автомобилей. В советский период здание использовалось сначала как гараж, а затем как автобусный парк. В 2000-х годах здание было освобождено от своих первоначальных функций и фактически никак не использовалось. В связи с этим несколько лет назад было принято решение создать в нём современный Музей транспорта Москвы, для чего стало необходимо произвести масштабную реконструкцию и серьёзный ремонт здания. Целью работ наших специалистов являлось проведение лазерного сканирования и последующее создание точной цифровой 3D модели пола, стен и элементов оборудования для целей последующего проектирования оформления будущего пространства музея. Обмерные работы были произведены нами 3D лазерным сканером Leica ScanStation P40. На камеральном этапе была выполнена сшивка сканов в единое облако точек, а также его обработка и очистка от посторонних шумов и объектов. На финальной стадии работ по проекту нами была построена точная обмерная 3D модель строительных конструкций и оборудования в формате DWG (AutoCAD) с точностью 10 мм, которая и была передана Заказчику.

Специалисты инженерной компании «НГКИ» выполнили проект по точному определению объёмов хранения песка в карьере на берегу Волги для целей аудита и контроля добытых объёмов. Обмерные работы на этом объекте были произведены методом лазерного сканирования при помощи 3D системы Leica ScanStation P40, которая является высокоточным прибором, позволяющим производить до 1 миллиона измерений в секунду. Места стоянок лазерного сканера рассчитывались таким образом, чтобы обеспечить максимальное покрытие сканируемого объекта. Также лазерное сканирование осуществлялось с взаимным перекрытием сканов, достаточным для последующей сшивки по общим контурам. Данный проект был выполнен в два этапа: сначала было произведено лазерное сканирование зачищенной площадки хранения для построения отсчётной поверхности, а через три недели, когда карьер уже был наполнен намытым песком, лазерное сканирование было выполнено повторно для построения 3D модели насыпи песка и вычисления объёмов хранения от построенной на первом этапе отсчётной поверхности. На камеральной стадии по данным лазерного сканирования нашими специалистами была построена точная обмерная 3D модель площадки с кучами песка и выполнен подсчёт объёмов хранимого материала.

Специалистами инженерной компании «НГКИ» реализован проект по 3D сканированию, моделированию и созданию обмерных чертежей деталей машины по производству гипсокартона для целей реверс-инжиниринга. Полевой этап данного проекта был выполнен в Нижегородской области на заводе по производству гипсокартона. Точные обмерные 3D модели и чертежи деталей этой машины потребовалась конструкторскому отделу завода для целей дальнейшего проектирования и изготовления данных изделий на территории России методом реверс-инжиниринга. Обмеры одной из деталей были проведены нашим портативным ручным высокоточным 3D сканером ScanTech KSCAN-Magic, который обеспечивает точность до 0,02 мм и великолепную детализацию. Обмеры другой, намного более крупной детали уже выполнялись методом лазерного сканирования при помощи системы Leica RTC360, наиболее удобной для решения такой задачи. 3D сканирование заняло один рабочий день, тогда как обработка результатов обмерных работ заняла два дня (по одному дню для каждой из деталей). 3D моделирование первой детали заняло один день, и результатом выполненной работы стали точные обмерные 3D модели деталей в формате STP, затем были созданы необходимые обмерные чертежи. Результатом выполненной нами работы по второй детали стала обмерная точечная 3D модель в формате PTX.

Инженерная компания «НГКИ» выполнила большой проект по архитектурным обмерам одного из весьма интересных памятников архитектуры Мещанского района Москвы — дома Долговых на проспекте Мира — для целей подготовки проекта реставрации этого объекта культурного наследия, построенного ещё в XVIII веке. Обмерные работы были произведены нашими специалистами методом 3D лазерного сканирования системой Leica ScanStation P40 и заняли три рабочих дня. Небольшие сложности возникали с доступом в отдельные помещения, как и в любом действующем административном здании, где работают люди. Обработка, очистка и сшивка сканов на камеральном этапе работ заняли ещё три дня. На процесс создания всех необходимых чертежей потребовалось около месяца. По результатам всех произведённых обмеров нами был подготовлен полный комплект архитектурных обмерных чертежей в AutoCAD: обмерные чертежи фасадов и интерьеров дома, чертежи различных элементов декора, поэтажные планы, разрезы, планы кровли. Также Заказчику были переданы точечные 3D модели в формате RCP.

Специалисты инженерного предприятия «НГКИ» выполнили точную градуировку трубопроводов на одном из нефтяных месторождений в Ямало-Ненецком автономном округе. К нам обратилась крупная компания, занимающаяся добычей нефти, газа и газового конденсата, для проведения градуировки и калибровки своих ёмкостей, а также технологических нефтепродуктопроводов. На любом крупном производстве или месторождении от резервуара к резервуару и к местам выдачи топлива всегда проходят длинные трубопроводные системы, и в них может оставаться более 100 кубических метров нефтепродуктов. Поэтому градуировка трубопроводов необходима и обязательна для целей учёта и контроля объёмов этих нефтепродуктов. Обмерные работы на объекте были произведены методом 3D лазерного сканирования. Наши специалисты оперативно выполнили все необходимые обмеры в суровых условиях северной зимы. Для данных целей отлично подошёл лазерный сканер Leica ScanStation P40, который прекрасно справляется с работой при низких температурах до -25°С. На камеральной стадии работ нашими специалистами были построены точные 3D модели трубопроводов. В дальнейшем были рассчитаны градуировочные таблицы на все участки нефтепродуктопровода в соответствии с российским стандартом — МИ 2800-2003, которые и были переданы Заказчику.

Специалистами инженерной компании «НГКИ» был выполнен проект по 3D лазерному сканированию исторического здания бывшего постоялого двора в Москве по адресу улица Стройковская, д. 21. Обмерные работы были проведены для целей подготовки проекта реставрации. Данное здание одноэтажное, но имеет очень характерные архитектурные особенности, связанные с тем, что в самом начале XX века в нём располагался постоялый двор. Этот дом в те давние времена представлял из себя недорогую гостиницу — помещение для отдыха и ночлега с двором для размещения лошадей и экипажей. Обмерные работы были произведены нами компактным 3D лазерным сканером Leica RTC360 без использования встроенной фотокамеры. На камеральном этапе нами была выполнена сшивка сканов в единое облако точек, его обработка и очистка от посторонних шумов и объектов. Далее по полученным данным лазерного сканирования нашими специалистами были построены точные обмерные чертежи фасадов здания, а также его план, которые и были переданы Заказчику. Реставраторы остались очень довольны полученными результатами работ.

Инженерная компания «НГКИ» выполнила проект по 3D сканированию и построению точных обмерных 3D моделей нескольких деталей водосточной системы для целей дальнейшего проектирования и их производства на территории России методом реверс-инжиниринга. Обмерные работы были проведены нашим портативным ручным высокоточным 3D сканером ScanTech KSCAN-Magic, который обеспечивает точность до 0,02 мм и великолепную детализацию. 3D сканирование заняло один рабочий день, обработка результатов обмерных работ также заняла один рабочий день, после чего были получены 3D модели всех деталей в формате STL. Из особенностей пластиковых изделий, влияющих на 3D сканирование и моделирование, можно отметить тонкие стенки деталей (1,2 мм – 2,5 мм), а также их глянцевую поверхность и геометрически сложные формы. 3D моделирование всех девяти пластиковых деталей водостока заняло четыре рабочих дня, и результатом выполненной работы стали точные обмерные 3D модели деталей в формате STP. Для контроля точности готовых 3D моделей нами применялся программный модуль построения карты отклонений, который показал, что отклонения всех построенных 3D моделей минимальны по сравнению с исходными деталями. По итогам всех выполненных нами работ Заказчику были переданы данные 3D сканирования и построенные по ним твердотельные 3D модели всех деталей в формате STP.

Специалисты инженерного предприятия «НГКИ» выполнили градуировку танков нефтеналивного судна «Ленанефть» в посёлке городского типа Куйбышевский затон в республике Татарстан. Именно с таким типом судов наша компания столкнулась впервые. Его главное отличие от стандартных судов, например, типа «Волгонефть», заключается в том, что «Ленанефть» возит только светлые продукты, и внутри танков нет подогревающего паропровода. Точные обмеры грузовых танков этого судна были проведены нами по технологии лазерного сканирования при помощи сканирующей 3D системы Leica ScanStation P20. Отсутствие подогревающего паропровода весьма существенно ускорило процесс 3D моделирования, и специалисты нашей компании смогли составить точные градуировочные таблицы танков судна немного быстрее календарного плана, что позволило Заказчику вывести судно в рейс раньше срока. Также нам очень помогла отличная зачистка танков от остатков нефтепродуктов. Поскольку внутри все элементы конструкции танков и набор ребёр жёсткости были видны просто идеально, нами была достигнута очень высокая точность при лазерном сканировании и дальнейшем составлении градуировочных таблиц, которые и были переданы Заказчику.

Специалистами инженерной компании «НГКИ» было произведено измерение объёмов хранения цемента в силосах и на площадках хранения на предприятии в Волгоградской области. Обмерные работы и точное определение объёмов продукции были осуществлены нами в рамках процедуры аудита. Обмеры силосов были проведены по технологии 3D лазерного сканирования системой Leica RTC360. В данной ситуации требовалось произвести оценку объёмов максимально быстро, точно, по понятной методике. Также, во избежание препятствий с одной из сторон, требовался квалифицированный сотрудник — маркшейдер, обученный по промбезопасности и имеющий допуск к работам на высоте. Сами силосы были отсканированы снаружи, съёмка трёх силосов и насыпи заняла 1 рабочий день. Часть цемента хранилась навалом на улице и также была посчитана. Предположения нашего Заказчика подтвердились: объёмы оказались существенно меньше учётных.

Инженерная компания «НГКИ» выполнила интересный проект по лазерному сканированию памятника архитектуры, объекта культурного наследия в самом центре Москвы — дома на Кудринской площади, одной из семи знаменитых «сталинских высоток». В народе это величественное и красивое здание известно как «Дом авиаторов» и «Высотка на Восстания», поскольку до 1992 года Кудринская площадь называлась площадью Восстания, а после сдачи дома в нём селились авиаконструкторы, лётчики и высокопоставленные сотрудники авиационных предприятий. Обмерные работы этого огромного здания производились нашими специалистами в течение полутора месяцев. В результате лазерного сканирования было получено 2640 отдельных сканов. В итоге по результатам уравнивания было получено единое облако точек всего объекта в условной системе координат, а за нулевую высотную отметку нами был принят уровень пола первого этажа центрального подъезда. Заказчику были переданы точечные 3D модели всего здания и его отдельных помещений в формате Autodesk ReCAP, а также подробные облака точек в формате Autodesk ReCAP с возможностью просмотра 3D панорам с каждой станции лазерного сканирования.

В конце 2023 года компания «НГКИ» приобрела портативный ручной высокоточный лазерный 3D сканер ScanTech KSCAN-Magic, предназначенный для проведения прецизионных измерений небольших и мелких объектов. Ранее все подобные работы мы выполняли при помощи 3D сканеров Artec Space Spider и Artec Eva, однако наша новая система превосходит их в точности и разрешении. ScanTech KSCAN-Magic — это система профессионального 3D сканирования, ориентированная на высокоточную оцифровку объектов сложной формы. 3D сканер оснащается лазерами двух типов и обеспечивает измерения с метрологической точностью до 0,02 мм и отличной детализацией. Это сканер высокого разрешения, созданный для инженеров, промышленных дизайнеров, конструкторов, аниматоров, проектировщиков. Портативный ручной 3D лазерный сканер ScanTech KSCAN-Magic специально разработан для создания предельно точных, детализированных 3D моделей небольших деталей или отдельных элементов крупных объектов. В данной публикации мы проводим знакомство с 3D сканером ScanTech KSCAN-Magic, который уже стал незаменимым в работе наших специалистов в сегменте 3D обмеров для целей реверс-инжиниринга и 3D сканирования небольших и малых объектов.

Инженерная компания «НГКИ» выполнила проект по 3D лазерному сканированию исторического здания городской поликлиники в городе Вологда для целей подготовки проекта его реставрации. В Вологде это здание является одним из очень известных, оно было построено во второй половине XVIII века и принадлежало богатым купцам. Последним бессменным его владельцем с 1890-х годов до революции 1917 года оставался Ф.А. Варакин из династии вологодских купцов, занимавшихся речными перевозками. Поэтому общепринятое название этого здания на набережной — дом Варакина. В 1981 году данное историческое здание, являющееся памятником архитектуры и объектом культурного наследия регионального значения, было отдано Вологодской центральной районной больнице, и в нём разместилась поликлиника ЦРБ. Обмерные работы в здании поликлиники были проведены сканирующей 3D системой Leica RTC360 с использованием встроенной фотокамеры, позволяющей создавать цветные 3D облака точек, включая панорамные HDR изображения. Полевой этап занял три дня, и в общей сложности было выполнено 255 сканов. На камеральном этапе нами была произведена сшивка сканов в единое облако точек, его обработка и очистка от посторонних шумов и объектов. Заказчику была передана обмерная точечная 3D модель исторического здания поликлиники в реальных цветах, а также полученные панорамные HDR изображения. Реставраторы остались очень довольны полученными результатами работ.

Специалистами инженерной компании «НГКИ» была выполнена градуировка танков нефтеналивного судна в Санкт-Петербурге. Обмеры грузовых танков данного судна были произведены нами по технологии лазерного сканирования при помощи сканирующей системы Leica ScanStation P20. На стадии обработки полученных полевых данных обмерных работ нами были построены детальные обмерные 3D модели грузовых танков, которые дают возможность вплоть до мелочей учесть все вмятины и выпучены каждого танка, а также их сложную форму и внутреннюю инфраструктуру, включая трубопроводы обогрева, что даёт возможность рассчитать объёмы с очень высокой точностью. Поскольку данное судно ходит по северным морям, мы столкнулись с тем, что внутри танков находилось очень много внутренних конструктивных элементов и сложная конфигурация подогревающего паропровода, что нам довольно существенно осложнило процесс 3D моделирования танков для целей их градуировки. После построения точных обмерных моделей танков нефтеналивного судна нами были рассчитаны и составлены калибровочные таблицы для каждого резервуара, которые и были переданы Заказчику.