Лазерное сканирование для восстановления технической документации промышленного объекта
Масштабный проект НПК «Йена Инструмент» для глиноземного завода «Фригия» по заказу ОАО «РУСАЛ ВАМИ»
Город Фрия расположен в западной части Республики Гвинеи, в 160 км от ее столицы Конакри. Развитие города началось в 1959 г. с постройки французской компанией Pйchiney SA завода по производству глинозема мощностью 640 тыс. т в год. В 2002 г. завод перешел под управление компании «РУСАЛ».
За время существования завод несколько раз менял владельцев. В результате часть документации была утеряна, часть устарела, часть пришла в негодность. По заказу ОАО «РУСАЛ ВАМИ» Научно-производственная компания «Йена Инструмент» провела работы по восстановлению документации завода, которые включали в себя топографическую съемку завода и прилегающих территорий, получение трехмерных моделей цехов, инженерных сооружений, технологического оборудования и инженерных коммуникаций.
При проведении полевых измерений сотрудниками НПК «Йена Инструмент» использовались следующие инструменты: лазерный сканер импульсного действия ILRIS-36D производства компании Optech, Inc. (Канада). Сканер позволяет вести измерения на расстояниях до 1,5 км, что дало возможность в короткие сроки выполнить съемку большой территории. Данные использовались для создания генплана и в качестве каркаса для «сшивки» всех данных сканирования в единое облако точек; лазерный сканер фазового действия LS 880 производства компании FARO Technologies, Inc. (США Германия) со скоростью съемки 120 000 точек в секунду. При такой скорости на каждую точку стояния тратится не более 2 минут. Использование этого сканера позволило провести детальную съемку сложного технологического оборудования и инженерных сетей; GPS/ГЛОНАСС-приемники NovAtel (Канада) и высокоточные электронные тахеометры Topcon Corp. (Япония) использовались для приведения данных лазерного сканирования к требуемой системе координат.
В результате полевых работ была проведена съемка 285 гектар заводских и прилегающих территорий. При этом получено 1532 скана (более 3 млрд единичных измерений).
Работы проводились без остановки производства в условиях сильных вибраций, высоких температур и запыленности.
Камеральная обработка данных лазерного сканирования велась с использованием программ: PolyWorks 10 (InnovMetric Software Inc., Канада) программного комплекса для обработки и анализа данных лазерного сканирования. Работа по «сшивке» сканов в единое облако точек трудоемкий процесс, требующий больших затрат времени. Алгоритм, используемый ПО PolyWorks, позволяет автоматизировать процесс и получить точность, сопоставимую с погрешностью сингулярного измерения. Это достигается благодаря методу уравнивания сканов по всему массиву данных. От оператора требуется лишь приблизительно сориентировать облака точек и следить за оценкой точности, выдаваемой программой; AutoCAD (Autodesk Corp., США) и PointCloud (Kubit GmbH, Германия). С помощью модуля PointCloud данные лазерного сканирования загружались в ПО AutoCAD, где по облакам точек создавался генплан завода, велось трехмерное моделирование технологических объектов, строились исполнительные чертежи.
Итогом работ стали: топографический план масштаба 1:500 территории завода площадью 85 га; топографический план масштаба 1:2000 шламового поля площадью 200 га; трехмерные модели цехов, инженерных сооружений, технологического оборудования и внутренних инженерных сетей; исполнительные чертежи элементов инженерных сооружений и технологического оборудования, подлежащих модернизации и реконструкции.
Все полевые и камеральные работы заняли 3 месяца.
Комплексное использование различных видов измерений и обработки данных позволило в кратчайшие сроки получить исчерпывающую информацию для проведения реконструкции. Лазерное сканирование, как основной метод получения информации при реализации проекта, полностью оправдало ожидания по скорости, точности и удобству при проведении полевых работ и камеральной обработке.
А.С. Скрипкин, руководитель полевого отдела НПК «Йена Инструмент»