Medição e levantamento 3D com um scanner laser
A medição convencional regista as dimensões que alguém decidiu tirar: uma distância, uma cota, um conjunto de coordenadas. Um scanner laser regista a superfície — todas as dimensões que dela se poderiam tirar, quer alguém tenha pensado nisso ou não — e a medição acontece depois, sobre o modelo.
Esta página é o caso geral: o que é capturado, com que precisão a que distância, em que difere um grande local de um componente, e que scanner faz o quê. As aplicações mineiras estão ligadas a partir dela.
O que significa medir em 3D com um scanner laser?
O scanner regista a superfície como milhões de pontos medidos, pelo que cada distância, volume e secção é tirada do modelo depois, a um alcance declarado.
A superfície, não uma amostraMilhões de pontos por segundo em tudo o que está à vista.
Precisão com um alcance1,9 mm a 10 m a partir de um tripé; 0,1 mm a 0,35–1,2 m à mão. A distância faz parte do número.
Medido depoisQualquer cota, tirada do modelo, meses depois se for preciso.
Sem tocarDe um tripé a 130 m ou de uma mão à distância do braço; nada é tocado.
Como funciona e o que significam os números
Um scanner laser emite um impulso de luz, cronometra o seu regresso e calcula a distância; fá-lo centenas de milhares a milhões de vezes por segundo enquanto varre tudo o que está à vista. Cada retorno é um ponto com uma posição relativa ao scanner e uma intensidade. Em conjunto, os pontos são uma nuvem de pontos — a superfície do que estava à frente do instrumento, como geometria medida. Num tripé o scanner fica parado e cada ponto é medido a partir de uma única posição conhecida; em movimento tem de saber onde estava para cada ponto, e é isso que o SLAM e o GNSS fornecem. A medição faz-se depois sobre a nuvem: uma distância entre dois pontos, uma área, um volume contra uma base, uma secção através de uma parede, uma comparação com um projeto.
A precisão é sempre um número a uma distância. O Artec Ray II é 1,9 mm a 10 m, 2,9 mm a 20 m e 5,3 mm a 40 m: o erro cresce com o alcance porque o feixe se alarga e o erro angular projeta-se mais longe. Um scanner portátil de luz estruturada como o Artec Leo trabalha a 0,35–1,2 m e atinge 0,1 mm, porque o alcance é curto. Um scanner SLAM em movimento como o Artec Jet é ±10 mm no subsolo e ±15 mm à superfície, porque a sua precisão inclui saber onde estava. Nenhum destes números significa alguma coisa sem o seu alcance, e uma especificação que dá um sem o outro não é uma especificação.
Um grande local e um componente são, portanto, trabalhos diferentes. Uma parede de cava, um piso de instalação ou uma pilha mede-se à distância, em milímetros — o local é o objeto, e a questão é a sua geometria à escala. Um revestimento, um manto ou um suporte mede-se à distância do braço, à décima de milímetro — a peça é o objeto, e a questão é se encaixa. Um levantamento convencional responde a qualquer deles com os pontos que alguém escolheu tirar; um scanner responde com toda a superfície, e a escolha acontece depois, sobre o modelo, tantas vezes quantas a pergunta surgir.
Do local ao modelo medido
Os mesmos cinco passos, seja o objeto uma cava ou uma peça.
- 1. CapturarDe um tripé para um local, à mão para um componente, em movimento para uma galeria ou uma estrada — o scanner regista a superfície.
2. RegistarVárias capturas alinhadas num só modelo sobre geometria comum; o erro de registo anotado.
3. ReferênciaUm local para a malha da mina com controlo e GNSS; um componente para o seu referencial CAD.
4. MedirDistâncias, áreas, volumes, secções e desvios em relação ao projeto, tirados do modelo.
5. EntregarLAS, LAZ ou E57 para um pacote de planeamento; malhas para CAD; relatórios para quem fez a pergunta.
Que scanner para este trabalho
Três scanners, três alcances: qual mede o seu objeto decide-se pela distância a que está e pela finura do detalhe que importa.
Artec Ray II
- Ideal para
- Locais e estruturas a partir de um tripé — todo o objeto com qualidade topográfica
- Tipo
- Laser estacionário de longo alcance, montado em tripé
- Precisão, até
- 1,9 mm a 10 m, 2,9 mm a 20 m, 5,3 mm a 40 m
- Alcance
- 0,5–130 m
- Tempo de digitalização
- 1 min 42 s por estação a 3 mm, 10 m
O Ray II mede de 0,5 m a 130 m a 1,9 mm a 10 m, registando uma estação completa de 360° × 300° em menos de dois minutos. É o scanner para tudo o que se mede à distância: paredes, pisos, pilhas, instalações, máquinas completas.
Artec Jet
- Ideal para
- Galerias, estradas e vazios em movimento — cobertura onde um tripé não pode ir
- Tipo
- LiDAR SLAM multimodal
- Precisão, até
- ±10 mm no subsolo, ±15 mm em geral
- Alcance
- 0,5–300 m
- Formas de uso
- Manual, mochila, vara, drone, veículo, gaiola, robô
O Jet mede enquanto é transportado, conduzido ou voado, posicionando-se por SLAM com ±0,03 % de deriva, a ±10 mm no subsolo e ±15 mm à superfície. É o scanner para tudo o que tem de ser medido a passo de marcha ou de veículo, ou a partir do interior de um espaço onde ninguém pode entrar.
Artec Leo
- Ideal para
- Componentes e peças à distância do braço — o detalhe que decide um encaixe
- Tipo
- Luz estruturada portátil sem fios, tudo-em-um
- Precisão do ponto 3D, até
- 0,1 mm
- Resolução 3D, até
- 0,2 mm
- Distância de trabalho
- 0,35–1,2 m
- Velocidade de captura
- Até 35.000.000 pontos/s em modo HD
- Integrado
- Ecrã tátil de 5,5″, processamento e 512 GB — sem portátil
O Leo mede a 0,35–1,2 m com 0,1 mm de precisão e textura a cores, portátil e sem fios, com o ecrã e o processamento integrados. É o scanner para tudo aquilo cuja geometria é o ativo: revestimentos, peças de desgaste, pontos de fixação, tudo o que tem de ser feito de novo.
Veja uma parede medida a 40 m e uma peça desgastada medida à distância do braço na mesma tarde, com todas as dimensões tiradas do modelo depois — marque uma demo para a sua equipa de engenharia.
Marcar uma demoPerguntas que os topógrafos fazem
Qual é a precisão de um scanner laser?
A uma distância declarada: o Ray II é 1,9 mm a 10 m e 5,3 mm a 40 m; o Leo é 0,1 mm a 0,35–1,2 m; o Jet é ±10 mm no subsolo em movimento. Pergunte a qualquer número de precisão de um scanner a que alcance foi medido.
O que é uma nuvem de pontos?
O resultado do scanner: milhões de pontos medidos, cada um com uma posição e uma intensidade, que em conjunto formam a superfície do que foi digitalizado. Distâncias, volumes e secções medem-se sobre ela; dela faz-se uma malha onde é preciso uma superfície.
Como se compara com uma estação total ou uma fita?
Esses medem os pontos que alguém escolheu, com muita precisão, um de cada vez. O scanner mede toda a superfície, pelo que o ponto que ninguém escolheu continua lá para ser medido depois. As páginas de comparação deste site desenvolvem isso.
De que scanner preciso?
É decidido por duas coisas: a que distância está o objeto e quão fino é o detalhe que importa. Um local à distância é o Ray II; uma galeria, uma estrada ou um vazio em movimento é o Jet; um componente à distância do braço é o Leo. A maioria das operações usa dois dos três.
Aplicações relacionadas
Diga-nos o que precisa de medir
Descreva o objeto, o seu tamanho e como é medido hoje. Um especialista em mineração responderá com o scanner adequado, a precisão que obteria a esse alcance e como os dados chegam às pessoas que deles precisam.