Трёхмерное лазерное сканирование для целей контроля строящегося производственного цеха на стадии монтажа оборудования

В период с апреля по июнь 2012 года компания «НГКИ» по заказу организации-проектировщика «РусГазИнжиниринг» выполнила проект по точным обмерам производственного корпуса на одном из крупных нефтегазовых месторождений на этапе монтажа оборудования с помощью технологии 3D лазерного сканирования. Целью выполненной работы был контроль соответствия строящегося объекта и монтируемого оборудования проектной документации.

Техзадание на проведение исполнительной съёмки методом лазерного сканирования

Техническое задание на проведение исполнительной съёмки этого промышленного объекта предполагало получение погрешности определения координат элементов конструкции корпуса и смонтированного внутри него оборудования: погрешность определения координат всех элементов не должна была превышать 1 см. Для достижения такой высокой точности на всей территории производственного корпуса объемом 45000 кубических метров, состоящего из десяти отдельных технологических помещений различного функционального назначения и конфигурации, было необходимо получить предельно высокую точность на каждом этапе работ по наземному лазерному сканированию:
— создание сети съёмочного планово-высотного обоснования;
— создание рабочего съёмочного обоснования (создание сети привязочных станций);
— лазерное сканирование объекта;
— сшивка результатов измерений, полученных с одной станции, в единое облако точек измерений всего объекта.

Создание планово-высотного и рабочего съёмочного обоснования, геодезическая привязка марок

В этом проекте съёмочной бригаде была предоставлена информация только лишь о трёх пунктах сети предприятия, расположенных вне здания, и вообще не было предоставлено абсолютно никакой информации о реперах, заложенных внутри здания, что существенным образом усложнило задачу и увеличило объём работ как по построению основного планово-высотного обоснования, так и по созданию рабочего съёмочного обоснования. Всего же в ходе выполненных работ было создано 25 пунктов съёмочного обоснования объекта. Координирование пунктов съёмочного обоснования производилось с помощью электронного тахеометра Nikon NPL-362.

Для точной привязки сканов на территории корпуса было установлено и закоординировано 109 плоских марок. Общее количество сканов составило 507. Настолько большое количество сканов было обусловлено сильной загруженностью объекта промышленным оборудованием и стройматериалами, перекрывающими обзор. Для исключения потери части информации установка сканера осуществлялась практически во всех доступных местах, поэтому в отдельных случаях плотность 3D сканирования достигала нескольких сканов на 10 квадратных метров.

Лазерное сканирование производственного корпуса и сшивка сканов

Контроль качества сшивки сканов был выполнен нашими специалистами путём визуального анализа сечений сшитого облака точек в программном комплексе Trimble RealWorks Survey. Для оценки точности полученных точечных моделей были построены горизонтальные и вертикальные сечения данных моделей на различных участках производственного корпуса предприятия. На этих сечениях точки были окрашены в разные цвета, которые соответствовали различным станциям сканирования. Результаты проведенного контроля оказались положительными: максимальные расхождения между точками сканов от разных станций не превысили 5 мм.

Конечным результатом проведённого наземного 3D лазерного сканирования производственного корпуса предприятия явилось сшитое и уравненное облако точек в формате файлов IMP. Итоговая точность взаимоположения точек съёмки в условной системе координат помещений корпуса составила 10 мм.

Сопоставление облаков точек с проектной 3D моделью и подготовка отчёта

Для загрузки облаков точек и последующей их обработки было использовано следующее программное обеспечение:
— Leica Cyclone;
— Leica CloudWorx for PDMS;
— AVEVA Laser Model Interface.

Облако, содержащее несколько миллионов точек, было загружено в тот же самый рабочий проект, согласно которому и строился объект, для получения возможности совмещения проектной модели и фактических данных as build. Далее объект был разбит на участки согласно разбивочным строительным осям, после чего и был произведён тщательный анализ соответствия с выявлением и протоколированием.

В результате всей выполненной работы был получен перечень фактических расхождений, подкреплённых наглядными материалами. Это позволило оперативно устранить данные несоответствия на стадии строительства и значительно повысить итоговое качество исполнения строящегося объекта, добившись полного соответствия имеющейся рабочей документации.

Статья в журнале “CAD/CAM/CAE Observer” об этом проекте и применённых технологиях

Со статьёй «Технологии AVEVA и лазерное сканирование улучшают возможности геодезического контроля строящихся объектов», опубликованной в журнале “CAD/CAM/CAE Observer” (№6 (74), 2012 год) и посвящённой данному проекту, выполненному нашей компанией на одном из крупных нефтегазовых месторождений Сибири, вы можете ознакомиться в разделе «Публикации».

Инженерная компания «НГКИ» производит обмерные работы и инженерные изыскания на объектах промышленности и энергетики с использованием современной технологии трехмерного лазерного сканирования, которое позволяет существенно сократить затраты на получение точной и актуальной информации об объекте, а также быстро и точно определить фактические размеры и реальное положение строительных конструкций и монтируемого оборудования, наложить результаты измерений на проектную 3D модель объекта и выявить отклонения от существующих проектных значений.

Обмерные работы и инженерные изыскания на объектах промышленности и энергетики являются одними из основных видов деятельности инженерной компании «НГКИ».