Title Image

Blog

Kako izmjeriti fasadu i unutrašnjost zgrade za potrebe rekonstrukcije oštećenja pomoću 3D laserskog skenera i bespilotnih letjelica?

  |   Novosti

Sve je aktualnija tema izrade dokumentacije za potrebe obnove i očuvanja starih zgrada i fasada, naročito onih koje su oštećene i / ili dotrajale. Kako velik broj takvih objekata nema nikakvu vrstu dokumentacije, čak ni najosnovnije tlocrte (plan evakuacije ne možemo smatrati valjanim tlocrtom), uočena je potreba i potencijal upotrebe moderne 3D tehnologije u navedene svrhe. Već je nebrojeno puta dokazano kako nacrti nastali korištenjem jednostavnih mjernih uređaja kao što su vrpce ili ručni daljinomjeri jednostavno ne odgovaraju stvarnom stanju niti mogu dati realan prikaz objekta. Izrada dokumentacije takvim uređajima podložna je ljudskim greškama, improvizacijama i kompromisima koji su nedopustivi za današnje doba moderne tehnologije. Iz navedenih razloga cilj nam je pokazati kako na suvremen, brz i efikasan način riješiti problem često netočne i nepostojeće dokumentacije starijih, oštećenih i dotrajalih zgrada i fasada, koristeći moderne tehnologije kao što su lasersko skeniranje i fotogrametrija. Navedene su metodologije već uvelike usvojene u razvijenim zemljama kao što su Njemačka, Ujedinjeno Kraljevstvo, Austrija itd. te očekujemo njihovu brzu ekspanziju i na našem području.

Lasersko skeniranje

 

Sama tehnologija laserskog skeniranja prisutna je već godinama kao jedna od metodologija korištenih u geodeziji, strojarstvu, arhitekturi itd. za potrebe izmjere terena i objekata. Laserski skener radi tako da mjeri dvije veličine: kut i duljinu, na temelju kojih, primjenom jednostavne trigonometrije, računa 3D koordinate svih točaka koje skener „vidi“. Kada kažemo vidi, mislimo na optičko dogledanje između skenera i objekata koji mjerimo. Jednostavnije rečeno, što vidimo mi, vidjet će i skener.

Zašto se zove laserski skener? Upravo zato što pomoću laserske zrake, ništa opasnije od one laserskog pokazivaća, mjeri duljinu koja mu je potrebna za izračun.

Upotrebom laserskog skenera kao što je Faro Focus, moguće je napraviti detaljnu 3D izmjeru cijelog objekta u veoma kratkom roku. Laserski skener se postavlja ispred objekta od interesa te se pokreće postupak skeniranja. Naravno, kako nisu svi dijelovi objekta uvijek vidljivi s jednog stajališta, skener je potrebno postaviti na više lokacija kako bi se odradila kompletna izmjera. Skeniranje na jednom stajalištu u prosjeku traje nekoliko minuta, prilikom kojeg se skener okreće oko svoje osi te provodi 3D izmjeru, snimajući pritom i panoramske fotografije cijele okoline. Ovisno o zahtjevima projekta, skenirati se može izvana i / ili iznutra. Npr. ako je potrebno snimiti samo vanjske fasade, skener će se postaviti na nekoliko stajališta ispred zgrade te neće biti potrebe za ulazak u sam objekt. S druge strane, ukoliko je potrebno izraditi arhitektonske nacrte, nužno je odraditi i skeniranje iznutra. Sam postupak rada identičan je za skeniranje izvana i iznutra.

Skeniranje stubišta zgrade
Skeniranje fasade zgrade

Očekivano je da opisan postupak povlači mnoga pitanja.

 

Što kasnije s tim skenom? Kako izgleda proizvod skeniranja? Što se s time može napraviti?

 

Sken objekta predstavlja digitalni klon (digitalnog blizanca, eng. digital twin), odnosno njegovu realnu repliku na računalu. To je vrlo jednostavno vizualizirati na sljedeći način. Zamislite da smo građevinski objekt spremili na memoriju našeg računala točno onakvim kakav jest u obliku 3D slike. Takav nam prikaz omogućuje da, upotrebom odgovarajučeg softvera, vrlo brzo i jednostavno izradimo nacrte poput tlocrta svih etaža, uzdužnih i poprečnih presjeka te nacrtne prikaze fasada koji su potrebni arhitektima i projektantima za dokumentiranje stanja građevine. Na osnovu tih nacrta se mogu planirati projekti obnove objekta. Zahvaljujući visokoj preciznosti i detaljnosti mjerenja 3D skenera, moguće je izraditi plan rekonstrukcije, kako originalnog oblika fasade, tako i ornamenata na fasadi. Velika prednost ovakvog pristupa jest mogućnost izrade preciznih troškovnika, što investitoru omogućuje realno planiranje troškova, bez naknadnih „iznenađenja“ i nepredviđeno velikih količina materijala za obnovu. Osim toga, tehnologija laserskog skeniranja može se koristiti za 3D modeliranje zgrade, što uvelike može pridonijeti rekonstrukciji ornamenata i kipova na fasadi, naročito ako se iskoristi kompatibilnost ove tehnologije s 3D printerima i CNC strojevima. Na taj način bi se osigurao brz i pouzdan način restauracije, te više ne bi bilo potrebe za dugotrajnim i skupim ručnim modeliranjem pojedinačnih elemenata. Također, 3D modeliranje cijele unutrašnjosti zgrade pruža mogućnost upotrebe modernih softvera za izračune statike i opterečenja na različitim dijelovima zgrade, čime je moguća brža identifikacija kritičnih točaka. Uz sve to, na digitalnom klonu zgrade vrlo je jednostavno detektirati i dokumetirati oštećenja, pukotine i ostale potencijalne opasnosti, zahvaljujući visokoj rezoluciji i razini detalja snimljene 3D slike.

3D sken fasade
3D sken unutrašnjosti zgrade
Nacrt fasade zgrade
Presjek unutarnjeg tlocrta zgrade
3D model zgrade
Unutrašnjost 3D modela zgrade

Što je sve potrebno za takvo skeniranje?

 

Naša preporuka je profesionalni skener Faro Focus. Zašto baš taj skener? Faro je američka firma koja je postala standard na području laserskog skeniranja, kako u Hrvatskoj, tako i u ostatku Europe i svijeta. Faro skeneri spadaju u financijski najisplativije u rangu profesionalnih skenera, a zahvaljujući svojem kompaktnom formatu, jednostavnom korisničkom sučelju, brzini i točnosti slove kao brend kojem se, u svijetu laserskog skeniranja, najviše vjeruje. Kako na tržištu postoje različite vrste i tipovi laserskih skenera, donosimo neke od bitnih karakteristika na koje je potrebno obratiti pozornost prilikom odabira istog:

  • kvaliteta i točnost skeniranja
  • brzina skeniranja
  • kvaliteta panoramskih fotografija
  • mogućnost fotografiranja u mračnim prostorijama
  • mogućnost skeniranja crnih objekata
  • trajanje baterije skenera
  • korisničko sučelje i upravljanje skenerom (upravljanje nekim neprofesionalnim skenerima ovisi o aplikaciji na mobitelu ili tabletu)
  • ugrađeni senzori: kompenzator (e – libelu), kompas, GPS, altimetar (zahvaljujući tome, skenirani objekti neće biti nakošeni te je obrada brža i točnija)
  • mogućnosti namještanja postavki skeniranja
  • mogućnosti povezivanja skenova sa različitih stajališta
  • program za kasniju obradu podataka (robusnost, veliki projekti, brzina, izvješća o točnosti)
  • nužna dodatna oprema (laptop, tablet, softver…)

Bespilotne letjelice

 

Kao dodatak tehnologiji laserskog skeniranja, preporuča se i upotreba profesionalnih bespilotnih letjelica za brzu inspekciju i 3D rekostrukciju krovova zgrada i gornjih dijelova fasada. Zahvaljujući svojoj fleksibilnosti, bespilotne letjelice (dronovi) omogućavaju jednostavan „pristup“ svim gornjim dijelovima objekata. Uz to, bespilotne letjelice opremljene odgovarajućim senzorima (kao npr. profesionalnim fotografskim aparatima) mogu snimiti fotografije visoke rezolucije koje se kasnije mogu koristiti na više načina. Naravno, te je fotografije moguće kasnije pregledavati na računalu kako bi se detektirala potencijalna oštećenja ili problemi. S druge strane, postoje primjene koje su na daleko višoj razini. Koristeći moderne softvere, u vrlo je kratkom vremenu moguće iskoristiti snimljene fotografije za rekonstrukciju digitalnog klona zgrade, sličnog onom dobivenom laserskim skeniranjem. Metodologija koja se pritom koristi naziva se fotogrametrija, te kao što samo ime kaže, omogućuje dobivanje stvarnih mjera objekta pomoću fotografija. 3D slika dobivena fotogrametrijom može se kombinirati sa 3D slikom iz laserskog skenera i time stvoriti prikaz kompletne zgrade.

Intel Falcon 8+ dron
Snimanje zgrade bespilotnom letjelicom

Danas su bespilotne letjelice vrlo raširena tehnologija. Ima ih svih oblika, veličina i tipova, te iz različitih cjenovnih kategorija. Najveći broj dronova danas primjeren je fotografima i hobistima. Takvi su dronovi maleni, lagani i povoljni. Visoka pristupačnost takve tehnologije dovela je, nažalost, do situacije da se za potrebe preciznih i komercijalnih projekata 3D snimanja koriste neadekvatne bespilotne letjelice. Kako postoji kategorija bespilotnih letjelica za hobiste i fotografe, tako postoji i kategorija za izmjeru. Primjer takve letjelice je Intel Falcon 8+. Samo neke od karakteristika koje ističu profesionalni rang letjelica su sljedeće:

  • broj rotora (barem 6, najsigurnije 8)
  • senzori (GPS, IMU, kompas)
  • fotografska kamera (DSLR, Mirrorless…)
  • područje snimanja kamere (mogućnost okretanja kamere u svim smjerovima)
  • rezolucija kamere
  • kvalitetna optika (objektiv)
  • mogućnost leta pri jakom vjetru
  • otpornost unutarnjih komponenti na elektromagnetsko zračenje (Wi-Fi, komunikacijske tehnologije)
  • mogućnost upravljanja (1 operater, 2 operatera, automatiziran let)
  • sigurnosni protokoli u slučaju opasnosti
  • softveri za plan leta i dobivanje 3D slike snimljenog objekta

Ukoliko Vas zanima više ili imate bilo kakva pitanja, slobodno nam se obratite na broj telefona 040 363 299 ili na mail adresu info@geocentar.com