ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 2D LIDAR ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА В КАЧЕСТВЕ ЭЛЕМЕНТА ЦИФРОВИЗАЦИИ

USE OF 2D LIDAR FOR CONSTRUCTION PRODUCTION AS A QUALITATIVE ELEMENT OF DIGITALIZATION

Daniil Bazhenov

Master, Department of Construction Production, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

Alena Shestakova

Scientific adviser, Candidate of economics, Associate Professor of the Department of Construction Production, Tyumen Industrial University

Russia, Tyumen

АННОТАЦИЯ

Анализ возможностей 2D lidar в строительном производстве по сравнению с традиционными приборами для измерений.

ABSTRACT

Analysis of the possibilities of 2D lidar in the construction industry in comparison with traditional measuring instruments.

Ключевые слова: 2D lidar, одномерный лазер, строительный уровень, цифровизация.

Keywords: 2D lidar, one-dimensional laser, building level, digitalization.

Отрасль строительного производства, то есть возведения зданий и сооружений, является одной из самых отстающих по сравнению с другими отраслями с точки зрения цифровизации и автоматизации.

Рисунок 1. График цифровизации различных отраслей.

При чем отставание характерно не только для рынка России, но и для всех мировых стран. [5] Трудоемкость перехода в цифровую среду обусловлена низкой квалификацией специалистов, которые не хотят проходить дополнительное обучение, отсутствием должного уровня систематизации работ и объектов, а также приверженностью к бумажному документообороту. [1, с. 8-11] В тоже время применяются традиционные методы учета объемов и проверки выполненных работ, которые позволяют получать информацию лишь визуально. В дальнейшем для работы с данными необходимо отразить их на бумажном носителе. В качестве замены традиционных инструментов возможно использовать устройство 2D lidar.

Основное сравнение производилось с одномерным лазером и строительным уровнем. Главным преимуществом данных инструментов является низкая степень погрешности и надежность. Однако в тоже время полученные значения замеров невозможно сохранить на цифровой носитель, а также привязать к определенному объекту (требуется заранее распечатать схему и записывать прямо на ней с учетом привязки к измеряемому элементу). Это позволяет увеличить шанс ошибки за счет человеческого фактора. Помимо затрудненной работы с данными работа с этими инструментами подразумевает работу с каждым измеряемым объектом по отдельности, что увеличивает риск случайно или намеренно пропустить измерение. [2, c. 783]

В тоже время 2D lidar по сопоставимой цене, например, Rplidar A1 [6], имеет довольно низкую точность. Согласно технической документации от производителя на расстоянии до объекта менее 1500 мм, погрешность составляет менее 5 мм [4, c. 8]. У одномерного лазера точность равна +- 2 мм. В тоже время 2D lidar позволяет производить измерения на 360º захватывая все объекты, попадающие в зону действия. Это ускоряет процесс измерений в несколько раз. Информация сохраняется непосредственно на цифровой носитель, который в дальнейшем обрабатывается в программных комплексах. Это избавляет от бумажного носителя хранящего значения измерений и их местоположение. Помимо расстояния между объектами 2D lidar способен определить уклон поверхности. Например, если в качестве объекта выступает стена, требуется произвести измерение из одной точки на разных высотах. Далее мы можем построить плоскость между полученными массивами точек и рассчитать отклонение от вертикали. [3, c. 6]

Рисунок 2. План этажа, полученный после сканирования 2D lidar

Для систематизации сравнения была составлена таблица. Приняты следующие степени оценки:

2 – свойство присутствует и работает корректно

1 – свойство присутствует, но требует доработки или определенных условий

0 – свойство отсутствует

Таблица 1

Сравнение устройств для проведения измерений

С учетом полученных данных делаем вывод, что даже на начальном этапе разработки и применения 2D lidar в строительстве, данный прибор имеет значительные преимущества. Дальнейшее развитие, а также доработка устройства, позволят заменить традиционные приборы измерений. Это станет дополнительным шагом в сторону цифровизации и оптимизации строительной отрасли.

Список литературы:

1. А. Х. Байбурин, Н. В. Кочарин. Применение цифровых технологий в строительстве: учеб. Пособие. Челябинск: Библиотека А. Миллера, 2020. — 167 с.
2. Suchocki, C.; Jagoda, M.; Obuchovski, R.; Šlikas, D.; Sužiedelytė-Visockienė, J. The properties of terrestrial laser system intensity in measurements of technical conditions of architectural structures. Metrol. Meas. Syst. 2018, 25, 779–792.
3. Sergejs Kodorsa *, Aivars Ratkevics b , Aldis Rausisc , Jazeps Bulsd. Building Recognition Using LiDAR and Energy Minimization Approach. 2016. – 9.
4. Slamtec. Rplidar A1, Introduction and Datasheet, 2016 – 19 с.
5. Цифровое будущее строительства [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://www.mckinsey.com/capabilities/operations/our-insights/imagining-constructions-digital-future (дата обращения 27.09.2022)
6. Сайт компании Slamtec [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://www.slamtec.com/en/Lidar/A1 (дата обращения 27.09.2022)