Benvenuti alla nostra serie "101", in cui affrontiamo in modo semplice e accessibile argomenti come LiDAR, la mappatura mobile, i gemelli digitali e tutto ciò Hovermap . Questo articolo esamina i pro e i contro delle principali tecnologie di rilevamento digitale.
Un gemello digitale è una rappresentazione digitale esatta di uno spazio reale. I gemelli digitali trovano impiego in diversi settori, dall'automotive alla sanità fino all'aerospaziale. Si è inoltre constatato che apportano un grande valore aggiunto ai settori minerario, edile e delle ispezioni. Per questo motivo stanno rapidamente diventando uno strumento indispensabile in molti progetti.
Disporre di un modello che rifletta accuratamente l'infrastruttura con informazioni in tempo reale può migliorare il processo decisionale. Ad esempio, questi modelli consentono di monitorare i parametri critici durante la costruzione di un edificio per verificare che i lavori procedano come previsto e individuare tempestivamente eventuali problemi, riducendo così le rilavorazioni e garantendo il rispetto dei tempi e del budget del progetto. Nel settore minerario, possono essere utilizzati per stabilire una linea di base per il monitoraggio che consenta di tracciare le deformazioni nel tempo e possa aiutare i progettisti a determinare se le gallerie e i tunnel debbano essere rinforzati o abbandonati a favore di soluzioni alternative. Per le ispezioni, i gemelli digitali forniscono anche una linea di base per il monitoraggio e la manutenzione durante la vita utile di un bene.
Esistono diverse opzioni per l'acquisizione dei dati finalizzata alla creazione di gemelli digitali. Due delle più diffuse sono LiDAR mobile e la fotogrammetria. Diamo un'occhiata a entrambe le opzioni e ai vantaggi offerti da ciascuna.
LiDAR, acronimo di Light Detection and Ranging, è un metodo di rilevamento che misura le distanze in base al tempo di volo di un impulso di luce laser. Nella scansione mobile, un algoritmo SLAM Simultaneous Localization and Mapping) consente al LiDAR generare una 3D (nota come nuvola di punti) dell'oggetto sottoposto a scansione.
Le nuvole di punti possono essere elaborate per ottenere 3D e, con l'aggiunta di ulteriori informazioni, possono diventare modelli BIM o gemelli digitali.
LiDAR mobili sono disponibili sia in versione portatile che montati su droni o robot terrestri per acquisire i dati necessari.
Il processo di fotogrammetria prevede l'acquisizione di numerose immagini sovrapposte dello stesso oggetto. Queste immagini vengono elaborate da un software di fotogrammetria, che utilizza più punti di vista per triangolare le coordinate x, y e z dell'oggetto nello spazio e generare una nuvola di punti. Il software ricorre quindi all'ortorettifica, ovvero all'unione delle immagini, per farle combaciare e combinarle con la nuvola di punti, ottenendo così un modello digitale fotorealistico che può diventare un gemello digitale.
Le immagini fotogrammetriche possono essere acquisite tramite apparecchiature portatili o montate su droni.
Queste tecnologie presentano diversi vantaggi e svantaggi a seconda dell'applicazione; comprenderli può quindi aiutare a garantire che venga utilizzata la tecnica più adatta alle vostre esigenze. Ecco una sintesi di alcuni aspetti fondamentali da tenere in considerazione.
Poiché LiDAR una misurazione diretta, può risultare più preciso della fotogrammetria (che si basa su una misurazione dedotta), anche se la precisione di entrambi i metodi può essere migliorata grazie a flussi di lavoro di post-elaborazione.
In entrambi i metodi, l'aggiunta di punti di controllo a terra può migliorare la precisione. Funzionalità di post-elaborazione come Automated Ground Control Hovermap Automated Ground Control semplificare il flusso di lavoro, rilevando automaticamente i target di controllo a terra riflettenti nella nuvola di punti e utilizzandoli per georeferenziare la nuvola LiDAR e migliorare la precisione.
Per generare un 3D accurato, la fotogrammetria richiede una sovrapposizione delle immagini fino all'80%. Se l'acquisizione avviene tramite volo con drone, ciò richiede una traiettoria di volo specifica per garantire una sovrapposizione sufficiente, il che può richiedere molto tempo. Al contrario, LiDAR non richiede una sovrapposizione così elevata, quindi il volo può essere più efficiente per l'acquisizione dei dati.
Per LiDAR, il tempo di elaborazione necessario per ottenere 3D è notevolmente più breve. Ad esempio, il tempo di elaborazioneLiDAR Hovermap è all'incirca pari al tempo di scansione.
L'attrezzatura per la fotogrammetria è in genere un po' più leggera, il che rende più facile trasportarla sul posto o ridurne il carico utile su un drone.
Poiché LiDAR i laser, funziona in molte più condizioni di illuminazione rispetto alla fotogrammetria, consentendo di acquisire più dati durante il giorno e di lavorare anche in giornate in cui l'illuminazione potrebbe non essere adeguata per la fotogrammetria. Ciò rende LiDAR anche per i lavori sotterranei, ad esempio nelle miniere.
LiDAR penetrare la vegetazione per rilevare il terreno, rendendolo ideale per i rilievi topografici. La vegetazione può essere facilmente rimossa in fase di post-elaborazione, consentendo di ottenere un rilievo topografico accurato.
Spesso la fotogrammetria rileva solo la parte superiore della chioma, rendendo difficile ottenere una scansione accurata del terreno.
Poiché la fotogrammetria unisce le foto per creare il modello, questi risultano il più fedeli possibile alla realtà.
Le nuvole LiDAR possono sembrare astratte, tuttavia l'aggiunta diuna colorazione a colori realipuò migliorare il livello di realismo delle nuvole di punti.