徕卡测量系统应用案例

用简单的方法捕捉现实

徕卡Geosystems是Hexagon公司的一部分，是值得信赖的高端传感器、软件和服务供应商。这些传感器包括实景捕捉设备，例如 3D 激光扫描仪。这些电池供电的设备用于现场使用，使用结合了激光和各种相机的双轴系统，以数万亿点记录其环境。然后将这些点组合到软件中以创建准确且彩色的环境 3D 点云，可用于检查、监控或数字化建筑物或基础设施、建筑信息模型 (BIM)、取证、碰撞和犯罪现场、考古学或测量不同的位置。

 

挑战:覆盖所有应用案例

它们在不同环境中的使用对 Leica Geosystems 开发 3D 激光扫描仪的工程师提出了挑战，同时又不影响设备的准确性和可靠性。从沙漠环境到极度潮湿甚至寒冷的环境，设备的每个部分都需要仔细设计，以考虑到环境的影响。包括系统摩擦、生产过程以及现场人机交互。

然而，还有一个因素是徕卡地理系统驱动办公室面临的最大挑战:用户。各种用例表明，用户可以想出创造性的解决方案来安装3D激光扫描仪，以适合他们自己的独特的用例。   这包括将它们安装在机器人上，甚至将它们倒置在自制的三脚架上以检查下水道，或者将它们用磁铁倒置安装在汉堡公司 Hanack und Partner 使用的安装架上。   这些不同的安装方式都会以某种方式影响扫描仪，这意味着 Leica Geosystems 的团队在开发应用程序时必须将它们全部考虑在内。        

先进的开发周期

由Leica Geosystems驱动办公室的高级系统和电子设计工程师Benjamin Müller领导，该办公室是研发驱动解决方案的专业跨学科办公室，采用先进的原型设计方法，以确保他们的高精度现实捕捉设备保持在指定的范围内，而不管用例。这种原型制作方法包括一个精心设计的模拟程序来分析其原型的各个方面。首先，他们在一个数字孪生模型中进行模拟，以确定应用程序的需求。其次，构建一个原型来满足这些需求，并通过仿真进行分析。这些发现随后被研究并用于进一步改进数字模型，从而产生第二个原型并进行分析，以此类推，直到系统满足所有条件和风险的所有最低要求。由于系统、用例和环境条件的复杂性，这种基于模型的设计方法对于减少开发时间和对生命周期问题做出快速反应至关重要。

除了分析应用程序外，仿真软件还用于创建公式和代码块以加快设计周期。但这并不是 Benjamin 的团队缩短上市时间的唯一方法，他解释说：“我们的 3D 激光扫描仪具有快速旋转的仰角轴和慢速方位轴。这个较慢的轴是最难控制的轴，因为它需要精确的定位以及非常缓慢、恒定和精确的运动。再加上外部危险，这会在三脚架中引入难以察觉的旋转振动。更是如此，因为它还取决于用户安装激光扫描仪的方式。”       

驱动效率

为确保最高精度同时将振动降至最低，选用TRINAMIC高性能的TMC5130 驱动 Leica BLK360 和 Leica RTC360 激光扫描仪的方位轴。与 BLK360 相比，RTC360 通过实施更复杂的控制回路来控制低速运动，使用快速闭环和实时运动分析，提供更高的精度。BLK360 的设置稍微简单一些，处理器仅将速度传送给 Trinamic 的运动控制器，监控速度并在慢速控制回路中调整速度。TMC5130 完成其余的工作。      

我们真正喜欢芯片的是它提供的可能性。首先，订购一个评估工具包，并使用它与自由软件是一个简单的过程。其次，芯片本身通过其设计提供了许多可能性，加速的应用场景的实现。这使得我们可以自己集成芯片和设置，而无需拥有完整的系统原型或需要软件部门在早期阶段实现功能。这不仅缩短了我们的设计周期，也降低了系统的复杂性，因为TMC芯片可以单独执行运动控制，这或多或少是独立的。

在3D激光扫描仪中，驱动效率和生产率提高，在3D激光扫描仪中明显可见，降低系统复杂性的直接方法。提供具有用户友好的软件，Leica Geosystems的扫描仪为世界各地的专业人士提供了直观的解决方案，他们需要以最高准确性捕获现实。

审核编辑 ：李倩