כששיטת Cloud2Cloud לא מספקת: האתגר של מנהרת טופה (Tuff)
- 3 באוג׳
- זמן קריאה 2 דקות
היום אנחנו מציגים לכם מקרה בוחן (Case Study) מיוחד במינו!
קיימים מצבים שבהם הסטמכות בלעדית על רישום ואיחוד ענני נקודות בשיטת Cloud2Cloud (C2C) שקולה למרדף אחר תוצאה שלעולם לא תגיע. אנו מדברים על כל אותם תרחישים המאופיינים בגיאומטריות אחידות מדי, הנטולות פינות ונקודות עיגון הקריטיות לחיבור נכון ומדויק בין שני ענני נקודות.
הסיבה לכך היא טכנית, אך קלה להבנה. אלגוריתם ה-ICP (Iterative Closest Point) מופקד על רישום – כלומר יישור והתאמה – של שני ענני נקודות בתלת-ממד, על ידי זיהוי הסיבוב (Rotation) וההזזה (Translation) האופטימליים לחפיפה בין הענן המטלטל לענן הייחוס. הוא עושה זאת באמצעות מחזור איטרטיבי המפחית בהדרגה את השגיאה הגיאומטרית.
אבל כאשר הסביבה אחידה באופן קיצוני – כמו שדה פתוח לחלוטין, או כמו במקרה זה, מנהרה החצובה ישירות בסלע טופה (טוף געשי) בעלת מרקם (Texture) אחיד מאוד – אלגוריתם ה-ICP פשוט נכשל. הפיספוס הזה מתורגם לחפיפות שגויות ולסטיות (Disalignments) נראות לעין, מה שהופך את הסריקה בפועל לבלתי שמישה.
הסוד: שבירת האחידות
זוהי בדיוק הסיבה שבגללה, בערכת הכלים של מודד הלייזר-סורק המקצועי, אסור שייעדרו מטרות (Targets) מזוהות היטב – הן על ידי המכשיר והן על ידי המפעיל – המסוגלות לשבור את האחידות הזו באמצעות עצמים חדשים וקלות למדידה.
האתגר שהוצג על ידי הלקוח? לצלם ולסקור מנהרה נטושה, שריד מתוואי מסילת רכבת היסטורית שפורקה, המצוידת בפינים/פיאולים שהותקנו בצד אחד בלבד (במקור עבור מדידה עם תחנה טוטאלית / Total Station). על גבי פינים אלו התקנו מטרות בגודל 4.5 אינץ'.
עם זאת, אנו יודעים שריכוז כל הנקודות בצד אחד בלבד טומן בחובו סיכון מוחשי: יצירת זווית זיהוי צרה מדי. לכן, ברכב אנו מחזיקים תמיד בהישג יד חצובות עם מוטות מדידה, שעליהם ניתן להרכיב סדרה שנייה של מטרות ובכך לאזן את הפיזור התלת-ממדי של נקודות הייחוס.
התוצאה בשטח
עבודת השטח תורגמה ל-12 סריקות בדיפות של 3 מ"מ @ 10 מטר (כ-2 דקות לסריקה, כולל צילום תמונת HDR שנלקחה ב-30 שניות בלבד) וזיהוי המטרות ישירות על גבי המכשיר (On-board). אפליקציית Leica Cyclone FIELD 360 מאפשרת, באמצעות זרימת עבודה מפושטת ביותר, לזהות את מאפייני הטאבלט ולשריין "בתור" זיהוי אוטומטי עם מרכוז כפוי של המטרה.
וכאן בדיוק נכנסת לתמונה החדשנות האמיתית: סורק הלייזר מבית Leica Geosystems Reality Capture מתקדם – סדרת RTC700 – שנועדה לכתוב מחדש את כללי המשחק. ישירות מהטאבלט ניתן:
לזהות מטרות בזמן אמת.
לבקש מהסורק לבצע אינטנסיפיקציה (Infill) שלהן באמצעות סריקת פירוט ברזולוציה גבוהה של 0.8 מ"מ @ 10 מטר, לצורך חישוב אופטימלי של מרכז המטרה.
ברגע שהמכשיר "חונך" לגבי מיקום נקודות הייחוס, ניתן להפעיל זיהוי סדרתי – ולראות אותו עובד, בעודו סורק במהירות את המטרות הנדרשות, זהו תהליך מרשים ביותר.
החל מהסריקה השנייה עוברים לאופטימיזציה ישירות בשטח, בשתי גישות משלימות:
ה-Cloud2Cloud: כאשר הגיאומטריות של התוואי מאפשרות זאת.
באמצעות Targets: כאשר שתי סריקות חולקות לפחות שתי מטרות הומולוגיות (מקבילות) – ענני הנקודות מחוברים בדיוק בזכות נקודות אלו.
היתרון המעשי הוא מיידי: בשטח, רואים בבירור את תוצאת המדידה ועוזבים את האתר רק כשהעבודה הושלמה בצורה תקינה ומלאה.
מהנתון הגולמי ועד לעיבוד המתקדם
בהמשך, באמצעות התוכנה במשרד, ניתן להוריד ולבחון את איכות התוצאה – המהווה נקודת זינוק לעיבודים מתקדמים יותר, כגון חישוב הציר הניטרלי (Neutral Axis): במילים פשוטות, הפולי-ליין (Polyline) המקרב בצורה הטובה ביותר את תוואי המנהרה לאורך הציר המרכזי שלה. ברגע שהציר מתקבל, הוא הופך לבסיס האידיאלי לחילוץ אוטומטי של חתכים (Cross-sections) ולמגוון עיבודים הנדסיים נוספים.
כפי שצוין, ענן הנקודות הוא רק נקודת ההתחלה לעיבודים הבאים, כגון חישוב הציר הניטרלי של המנהרה וחילוץ אוטומטי של פרופילים במרווחים מוגדרים מראש.
