какие есть способы управления роботизированным тахеометром
echome.ru
Сайт посвященный измерительным приборам…
Роботизированный тахеометр
Среди большого семейства геодезических устройств отдельным классом стоят роботизированные или, как их еще называют, автоматизированные тахеометры. Дающие идеальное сочетание точности и эффективности измерений они применимы для проведения геодезических мониторингов, сложных инженерных и топологических исследований.
Мировые лидеры по производству высокоточного инженерного инструментария — концерны Leica, Sokkia, Trimble — предлагают специалистам геодезического профиля помимо традиционных практически неограниченные возможности:
Сфера применения тахеометров данного вида — самая широкая по сравнению с остальными:
Устройство и принцип действия
Роботизированный тахеометр выделяется мощным техническим оснащением, современным программным обеспечением, обладает надежной защитой корпуса от неблагоприятных воздействий.
Отличающими их от оптических и более простых электронных моделей особенностями являются:
Роботизированные геодезические комплексы ориентированы на работу одного квалифицированного специалиста.
Наиболее популярные модели
Тахеометры Sokkia SRX
Данная линейка выполнена с использованием новейших технологических разработок и включает в себя четыре модификации: SRX1, SRX 2, SRX3, SRX 5, отличающиеся угловой точностью от 1’’ до 5’’.
Модели ряда обладают следующими характеристиками и функционалом:
Несомненный плюс роботизированных устройств – возможность работы с ними одного квалифицированного контроллера. Sokkia SRX предназначены для выполнения топографической съемки, проведения инженерно-геологических изысканий, строительных и землеустроительных работ, разбивок и фасадных съёмок.
Высшие модели линейки (SRX1 и SRX2) успешно используются в комплексной системе высокоточных промышленных измерений MONMOS для анализа конструктивных деформаций, высокотехнологичном производстве, построении инженерных коммуникационных сетей.
Тахеометры Trimble S8
Одна из новейших серий роботизированных тахеометров известного американского холдинга Trimble S8 ориентирована на высокоточные виды инженерно-геодезических, разбивочных и строительных работ и обладает широкими возможностями конфигурирования под особенности их выполнения.
Модели этой линейки оснащены высокомощным дальномером безотражательного режима DR+, позволяющим производить угловые измерения до 0,5» и встроенной видеокамерой.
Камера в совокупности с наложенной на изображение информацией по высотам точек, полевых кодов и линий дает исчерпывающую картину выполняемых работ и позволяет контролировать качество получаемых данных на любом этапе. Изображения могут быть сохранены и использованы в дальнейшем в качестве таксационных абрисов (фотоабрисов).
Для работы в условиях полной темноты или значительной затемненности (в шахтах и тоннелях) роботизированный тахеометр Trimble S8 может быть оборудован высокомощным целеуказателем с подсвечиванием точки при исполнительной съемке или выносе в натуру.
Тахеометры Leica TS15
Представляет собой серию автоматизированных тахеометров со следующими характеристиками:
Роботизированный тахеометр Leica TS15 обеспечивает вынос в натуру точек по комбинациям углов, превышений и координат в режимах 2D и 3D. Расширенный функционал, удобная навигация меню и разделов, эргономичность делают возможным работу с ним одного квалифицированного контроллера-оператора. Экран и клавиатура имеют функции подсветки, позволяющей полноценно работать и в условиях недостаточной видимости.
В этой линейке реализована запатентованная концерном Leica технология ATR, имеющая опцию автоматического наведения на отражатель без дополнительного оборудования.
Роботизированные тахеометры – самый дорогостоящий класс приборов среди геодезических инженерных устройств. Их стоимость составляет от 2 до 4,5 млн. рублей и зависит от конкретных технологий, используемых в серийных выпусках, а также комплектации.
Как спутниковые системы упрощают жизнь геодезиста, часть 2. Автоматизация тяжелой техники
Строительство является одной из крупнейших отраслей производство. Но для большинства людей строительные работы до сих пор используют технологии прошлого века. Тем не менее, это не совсем верно. И наибольшая автоматизация добралась до области земляных работ.
Введение
Первоначально необходимо понимать, что такое земляные работы это производство работ, связанных со вскрытием грунта, а равно его отсыпкой.
Один из вариантов автоматизации, в этой области работ, опирается на спутниковые измерения и набор инерциальных датчиков. (Существуют системы когда контроль за положением техники осуществляется при помощи роботизированный тахеометр)
ГНСС (глобальные навигационные спутниковые системы) позволяет практически полностью автоматизировать все системы управления техникой.
Все эти системы автоматизации основаны на принципе RTK измерений. RTK (кинематика в реальном времени) — основной особенностью данного метода является получения дифференциальной коррекции в реальном времени. Диф. коррекция вычисляется по результатам работы второго приемника (базовая станция), который установлен на точке с известными координатами и работает непрерывно весь период работы. Вычисления происходят за счет того, что у нас имеются два набора координат известные и определенные ГНСС приемником, которые будут иметь между собой отличия.
Подобная методика позволяет уверено получать координаты с точностью 1см. Подобной точности вполне достаточно при проведении земляных работ.
Устройство
Основой системы служит ГНСС приёмник (в зависимости от конфигурации их может быть несколько), данная система (система 3D нивелирования) служит для получения точных пространственные координат строительной техники. Во многих современных системах используют две подобные антенны. В одних системах одна антенна задается в качестве главной, и участвует в расчете координат, а вторая предназначена для ориентации машины по сторонам света. А в других позволяет определять текущую ориентировку машины до начала ее движения, учитывать боковое смещение (соскальзывание) бульдозера при движении по крутому склону либо при попытке перемещения слишком большого объема материала. Кроме того, система с двумя антеннами позволяет учитывать угол поворота поворотного (шестипозиционного) отвала, тогда как система с одной ГНСС антенной этого делать не позволяет.
Для обмена данными со всеми датчиками и компонентами системы служит контроллер
Но сразу встаёт вопрос, как контролировать положение рабочих поверхностей. Ведь крепить на каждый ковш спутниковой антенне выйдет накладно и не безопасно для оборудования.
Для решения данных проблем были созданы инерциальные датчики, которые следят за положением рабочих частей машины и позволяют получить координаты зубьев ковша.
Сердцем данной системы служит бортовой компьютер, который служит для управления всей системой и обработки всех данных.
Даже подобный набор позволяет контролировать процесс работ в реальном времени относительно проекта. Но самые последние системы способны сами управлять ковшом по средствам добавления в систему электромагнитных клапанов. Что позволяет свести работу оператора к переезду с одного место на другое, когда автоматика способна самостоятельно производить управление ковшом.
Подобная система позволяет автоматизировать практически любую строительную технику и относительно быстро переставлять оборудование с машину на машину.
Технология работ
Для использования всех подобных систем на объекте работ требуется наличие нескольких закрепленных точек (реперов) координаты которых определены в системе координат проекта. К этим точкам предъявляются особые требования по их расположению: отсутствие вблизи высотных зданий и источников помех. Возможность обеспечить неподвижность антенны во время её работы.
Точки необходимы для локализации местной системы координат (уточнение параметров перехода в необходимую систему координат). И впоследствии любую из этих точек можно использовать для установки базовой станции.
Соответственно прямо перед началом работы необходимо установить и запустить базовою станция изагрузить проект в в устройство. Для облегчения жизни пользователя, как основной обменный формат используется DWG/DXF. Сами же данные передаются через Compact Flash и USB, последние системы позволяют передавать данные удалённо через GSM сети.
После запуска бортового компьютера автоматически включаются и бортовые ГНСС приемники. Состояние системы отображается на дисплее, и оператор может выбирать какую информацию ему будут отображать. И самая важная информация которую необходимо показать план проекта с изображением экскаватора, продольное, поперечное сечение и индикатор рабочих отметок.
Система точно определяет координата техники, зубьев ковша и положение проектной поверхности. Оператор видит, где находится нулевая отметка и может как в ручном режиме выполнять работу, так и отдать управление автопилоту.
Кроме всего прочего система позволяет проводить топографическую съемку средствами экскаватора. Для этого достаточно опустить ковш на необходимую точку и запустить измерение.
Преимущества подобных систем
Системы контроля позволяют свести к минимуму процесс выноса проекта в натуру, ведь достаточно частой проблемой на этапе земляных работ является уничтожение вынесенных точек проекта. Зачастую на местности эти точки закрепляют нарезанной арматурой длинной до метра, которую забивают в ключевых точках выносимого объекта.
А после загрузки цифрового проекта в бортовой компьютер оператор спец. техники видит на экране изображение проекта. За счёт чего практически отпадает необходимость в выносе данного проекта, закрепления выноски и контроле положения во время работ.
В результате чего, после завершения работы техники, геодезисту остается провести контрольную съемку.
Имея цифровую модель проекта в кабине, оператор будет безошибочно проводить земляные работы. А в результате оптимизации процесса работ удается снизить расходы, и ускорить их выполнение.
Использование в другой отрасли
Еще одним крупным потребителем систем нивелирования является сельское хозяйство.
Принцип работы этих нивелирных систем аналогичен установленным на строительной технике. И как бы это странно не звучало, но в современном сельском хозяйстве требуется точное позиционирование техники.
И сейчас они применяются на всех этапах работ начиная от посадки, обработки и сбора урожая.
Еще одной областью куда автоматизация проникла довольно глубоко, стала горнодобывающая промышленность, в частности карьерная разработка открытым способом.
Данная техника работает по заранее созданному маршруту с определением мест погрузки, перемещения и разгрузки. При этом остается возможность перевести технику на ручное управление как непосредственно из кабины, так и удаленно.
Причем автоматизированных самосвалов уже достаточно много. Например, Caterpillar 793F их количество на данный момент приблизилось к полутора сотням.
Подробнее на сайте: https://perevozka24.ru/pages/bespilotnye-samosvaly-dlya-raboty-v-karerah
Кроме модернизации «серийных» моделей некоторые компании разрабатывают полностью беспилотные машины.
Тахеометр. Виды и устройство. Работа и характеристики. Особенности
Тахеометр – это специализированный геодезический прибор, применяемый для сверхточного измерения расстояния, а также углов по вертикали и горизонтали. Он используется при выполнении геодезических изысканий, при разметке площадок под строительство, вынесении на местности точек координат и для решения прочих задач.
Что делает тахеометр
В зависимости от комплектации они могут применяться для выполнения:
Чем шире спектр задач, которые можно выполнить определенным тахеометром, тем выше его стоимость. Поэтому с целью удешевления в основном производятся узкоспециализированные приборы под конкретные задачи. Тахеометры являются строго профессиональным оборудованием, не используемым в частных любительских целях. Поэтому узкое профильное направление определенных моделей полностью обосновано. Организациями, занятыми земляными работами на местности, применяются одни устройства, строительными компаниями используются другие.
Виды тахеометров по принципу работы
Существует 3 группы тахеометров по способу ведения измерения. Они бывают:
Оптические – это полностью механические приборы с ручным управлением. По сути, они являются теодолитами со сложным монограммным кипрегелем.
Цифровой отличается наличием электронной составляющей. Она автоматически выполняет многие расчетные операции, сохраняет данные в собственной памяти. Это делает использование цифровой техники очень продуктивной.
Роботизированные приборы имеют электрический привод, поэтому настраиваются на цель без ручного наведения. Они очень эффективные и точные, но в связи с дороговизной применяются редко. При их использовании координаты точек получаются в разы быстрее, что важно при масштабных изысканиях.
Устройство цифрового тахеометра
Наиболее востребованными являются электронные тахеометры. В отличие от более простых устройств, они точнее и удобней. Если разбирать строение цифрового тахеометра по блокам, то можно выделить следующие его части:
Оптическая часть отвечает за процесс съемки, механическая позволяет проводить наведения, а электронная собирает данные, проводит их расчет и выводит информацию на экран. Механическая часть устройства представлена трегером. Это платформа с пузырьковым уровнем, отвечающая за крепление составляющих и наведение оптики. Каждое устройство имеет систему автоматических компенсаторов. Они самостоятельно компенсируют отклонение положения устройства в пространстве. 
Основные характеристики тахеометров
В связи со сложностью устройств, для определения их функционала применяется оценка по десяткам характеристик. Самыми важными среди них выступают:
Оценка угловой и линейной точности устройства
Угловая точность – это уровень погрешности при измерении углового значения. К устройствам премиум класса относятся приборы с угловой точностью в пределах 0,5-1 сек. Зачастую это излишне высокий показатель, переплата за который является необоснованной. При выполнении строительства обычно выбирают тахеометр, дающий погрешность в пределах 2-3 сек. Самыми продаваемыми, в связи с доступностью, выступают приборы с уровнем точности 5 сек.
Погрешность до 5 сек по факту дает на местности отклонение на 1-2 мм на 1 км в обе стороны. Тахеометр с отклонением 5-9 сек имеет погрешность 2-3 мм на 1 км.
Указанный в техническом описании к прибору уровень погрешности зачастую на практике достигается крайне редко. Дело в том, что тестирование приборов проводится в идеальных условиях, которые на улице сложно воссоздать. На величину погрешности может повлиять температура, влажность, атмосферное давление. Поэтому нужно выбирать устройство с запасом точности.
Уровень дальности измерения
Определяющей характеристикой любого тахеометра выступает дальность измерения, на которую тот способен. Это значение зависит от применяемого в конструкции дальномера. Они могут быть безотражательными, что делает работу по измерению максимально простой, или требовать применение призм. Последние устанавливаются в дальней точке, относительно которой проводятся замеры, и устройство на них фокусируется. При работе в сложных условиях установка призм может быть невозможной, к примеру, на скалистой местности.
Дальность измерений исчисляется метрами. Ее уровень в технических характеристиках прибора обычно выше реального. Если тахеометр работает по безотражательному методу, то его функциональность во многом зависит от типа поверхности, на которой выполняется фокусировка. Максимальная дальность без использования призм возможна при прицеливании на гладкий светлый объект. На темной рельефной поверхности дальность замеров сокращается.
Тахеометр с дальностью измерения до 500 м может использоваться при археологических исследованиях, в строительстве, разбивки местности в городской черте и пригороде. Приборы способные делать замеры свыше 500 м самые универсальные. Помимо стандартных задач, они подходят для выполнения топографической съемки. Приборы для картографии совместно с призмой могут проводить замеры на дистанцию до 5000-7000 м. Также они применяются при строительстве трасс.
Объем памяти
Тахеометры способны сохранять результаты своих замеров в собственной памяти. Это исключает необходимость в применении внешних носителей данных, и периодически копировать замеры на компьютер. Такой уровень памяти считается оптимальным и зависит от частоты применения оборудования. В среднем приборы запоминают 10-60 тыс. строк. При этом многие из них поддерживают функцию установки карты SD. В отличие от обычного USB накопителя, такая карта не выпирает из корпуса, поэтому не может зацепиться при переноске тахеометра и выпасть, тем самым вызвав безвозвратную потерю данных.
Допустимые температурные условия работы
Виды интерфейса
Удобство работы с тахеометром во многом зависит от наличиствуемого у него интерфейса. Обычно на корпусе имеются разъемы для подключения кабеля USB и WLAN. Кроме этого нормой является поддержка беспроводной связи Bluetooth и WiFi.
Данные разъемы необходимы для передачи данных или подключения тахеометра к геодезическому приемнику. Поддержка Bluetooth исключает необходимость использования проводов, что очень удобно и ускоряет установку прибора на точках.
Тахеометр более высокого ценового сегмента имеет встроенный GPS модуль. Он позволяет передавать координаты по спутниковой связи на любое расстояние. Важно, чтобы прибор поддерживал конкретную спутниковую систему, имеющую лучшее покрытие в регионе, где обычно выполняется работа. В противном случае передача данных будет невозможна в определенное время суток, когда нужный спутник располагается к поверхности Земли под острым углом. В это время толща атмосферы препятствует движению сигнала. Он сможет проникать, когда спутник окажется сверху.
Меню панели управления
Панель управления цифровых тахеометров представлена в виде сенсорного или обычного дисплея с кнопками. Она позволяет регулировать все рабочие процессы устройства:
Стандартная панель управления имеет набор кнопок:
На самом дисплее отображаются строчки горизонтальных и вертикальных углов. Также на экране имеется строка горизонтальных проложений, постоянный коэффициент призмы.
Приобретение подержанного тахеометра
Тахеометр достаточно дорогой прибор, поэтому с целью экономии его можно приобрести с рук. Подержанные устройства могут иметь ряд неисправностей, делающих невозможным их применение. При покупке б/у устройства важно наличие на него документов. На рынке можно встретить краденые приборы, находящиеся в розыске.
При осмотре тахеометра следует в первую очередь обратить внимание на его целостность. На нем не должно быть внешних повреждений в виде вмятин, потертостей, глубоких царапин. Винты должны быть с целой резьбой, вращаться плавно, что важно для точной регулировки.
При осмотре оптики важно, чтобы изображение было одинаково ярким по всему полю. Не должно быть царапин и пятен. Стоит также проверить непосредственную работу, хотя бы по тем функциям, которые обычно используются чаще всего.
КОМПЬЮТЕРНЫЕ (РОБОТИЗИРОВАННЫЕ) ТАХЕОМЕТРЫ
Компьютерные (роботизированные) тахеометры — современные электронные тахеометры, снабженные сервоприводами, дистанционным компьютерным управлением, системами автоматического слежения за целью и набором универсальных полевых геодезических программ и обеспечивающие прямой обмен информацией с полевыми и базовыми персональными компьютерами.
В настоящее время в России используют, главным образом, импортные компьютерные тахеометры (станции) различных конструкций, точности и назначения.
Электронные компьютерные тахеометры серии SX Sokkia используют для выполнения разбивочных работ, съемок для подсчетов объемов земляных работ, топографических съемок и управления работой строительных машин и механизмов (рис. 9.13).
Тахеометр снабжен серводвигателями переменной скорости и позволяет в автоматическом режиме вести наблюдения по движущейся мишени. Один геодезист может дистанционно управлять работой
компьютера на расстоянии до 600 м при помощи канала связи LongLink.
Компьютерный тахеометр позволяет осуществлять:
измерения сквозь препятствия.
Компьютерные тахеометры SX-101, SX-103, SX-105 имеют следующие основные технические характеристики:
на 1 призму — 6000 м; без отражателя — 1000 м;
• точность измерения расстояний:
на 1 призму — ±(1,5 + 2-10
6 D) мм; без отражателя — +(2,0 + 2-10
Работа с тахеометром в роботизированном виде
Некоторые внешние контроллеры имеют DOS-совместимые процессоры, например типа Intel. Собираемая информация записывается на карты типа PCMCIA или на встроенную микросхему; в диапазон информации от 1 до 10–50 тыс. точек.
Встроенные программы также могут быть записаны на внешних картах или встроенных микросхемах. Внешние контроллеры, как правило, представляют собой серийно выпускаемые ручные компьютеры типа Husky или HP, оснащенные специальным программным обеспечением.
В моделях серии Geodimeter System 600 контроллер представляет собой съемную клавиатуру, поэтому его можно отнести к особому виду. До настоящего времени эта единственная в мире модель тахеометра со съемной клавиатурой.
Она обладает несомненными достоинствами, так как является не просто клавиатурой, а контроллером, имеющим внутреннюю память и внутренние программы. “Скачивание” информации, собранной в поле, не требует доставки в камеральный офис самого тахеометра — достаточно одной клавиатуры. Объем памяти, как и наличие тех или иных встроенных программ, определяется пользователем. Это удобно при работе нескольких исполнителей с одним тахеометром — у каждого своя клавиатура–контроллер.
При работе в роботизированном режиме не требуется дополнительный контроллер/пульт управления на веху с отражателем.
В последнее время в качестве контроллеров широко применяются полевые графические пен-компьютеры или компьютеры с активным экраном (pen/penpad computer или touch screen computer). В основе создания таких компьютеров лежит идея избавления от клавиатуры и возврата к использованию ручки или карандаша, но уже без традиционного полевого журнала. С их помощью можно не только управлять работой тахеометра и/или геодезического спутникового приемника, но и обработать на месте и просмотреть графическое отображение результатов съемкок на экране пен-компьютера.
Geodat Win имеет Intel процессор, VGA графический активный экран, 32 Мб RAM, Windows, два считывающих порта для PCMCIA-карт. Для перекачки данных имеется инфракрасный порт.
GeodatWin выполняет функции управления тахеометром и/или спутниковым геодезическим приемником, при этом обеспечивает совместное использование результатов съемок обеих видов.