Öntanuló Leica mérőállomások – az ATRplus ereje és ami mögötte van

Ma egy újabb fejlesztést mutatunk be nektek a Leica-tól az ATRplus funkciót, amely még hatékonyabbá teszi a mérőállomások robotikus felhasználását. Új algoritmusok, új prizmakeresési módszerek és funkciók. Ismerd meg az ATRplus nyújtotta lehetőségeket és dolgozz olyan körülmények között is, ahol korábban az elképzelhetetlen volt.

Az ATR-rel (Automatic Target Recognition – Automatikus Célpont Felismerés) először az 1100-as műszercsaládnál találkozhattunk 1995-ben, melynek segítségével gyorsabbá vált a mérőállomással történő mérés, ugyanis a prizmát elég volt csak „durván” megirányozni a műszerrel. Ha a prizma az ATR látószögébe került egy távolságméréssel (vagy szög- és távolságméréssel) a műszer automatikusan ráfordult a prizmára. Az ATRplus ma is ugyanezt a feladatot látja el, azonban az eltelt 22 év alatt számos fejődésen ment keresztül, mellyel tovább növelhetjük terepi hatékonyságunkat. Ezt köszönhetjük az új funkciónak (pl. Cube Search, Dynamic Lock, PowerSearch szűrő, stb.), a korábban manuális beállítást igénylő paraméterek automatizálásának, lézer energia kibocsátás automatikus vezérlésének, visszavert lézerjelek naplózásának és az idegen jelek automatikus kizárásának. ATRplus végzi a célpontok automatikus irányzását az MS60 és TS60-as Nova szériákban, valamint TS16 Viva mérőállomásokban is.

PIC

Lássuk a részleteket! A korábbi generációs mérőállomások még számos beállítási lehetőségekkel rendelkeztek, hogy a terepen előforduló környezeti körülményeket minél pontosabban lehessen definiálni és az ATR működését maximálisan kihasználhassuk. ATRplus esetében ezekkel nem kell foglalkoznunk, ugyanis dinamikus és automatikus lézerenergia vezérlés és az új algoritmusoknak köszönhetően műszerünk automatikusan alkalmazkodik a környezeti körülményekhez és megtalálja a legoptimálisabb paramétereket.  Ezáltal biztosítva nagyobb hatótávolságot bármilyen körülmények között, legyen szó mozdulatlan vagy mozgó célpontokról.

Mivel a prizmakövetés elve azon alapszik, hogy az egyes objektumokról eltérően verődik vissza a fény, ezért a reflektív felületekről a műszerünkbe visszaérkező jelek szűrése és a megfelelő – prizmánk által visszavert – jel kiválasztása kulcsfontosságú kérdés. Az ATRplus új képfeldolgozó egysége ezt hivatott szolgálni. A rendszer működési elve a következő. A műszer kibocsát egy infravörös lézerfényt, ami a prizmánkról, valamint más reflektív felületekről visszaverődik és a műszerben található CMOS szenzoron egy képként képződik le. Különböző algoritmusok kielemzik az így létrejött képet és kiválasztják a prizmánk által leképzett foltot, majd meghatározzák középpontjának pixel koordinátáit a CMOS szenzoron. Ezt követően az ATRplus kiszámítja a különbséget a folt középpontja és a műszer optikai tengelyközéppontja között mely eredményt kombinálva a műszer dőlésével és a szögleolvasással a prizma vízszintes és magassági értelmű iránya meghatározható. A hatékony működés alapfeltétele, hogy jó minőségű kép képződjön le a CMOS szenzoron. Ezt nagyban befolyásolja a kibocsátott lézer energiaszintje. Amennyiben ez túl magas, a kép túlexponált lesz, ha viszont túl alacsony, akkor esetleg nem jelenik meg a képen a prizma. A megfelelő energiaszint megválasztását több tényező is befolyásolja ilyen például a prizma műszertől való távolsága és meteorológiai viszonyok, melyek befolyásolják a prizma láthatóságát. A dinamikus lézerenergia vezérlésnek köszönhetően az ATRplus nehéz és ideális körülmények között is stabil működést biztosít.

pic2.jpg

A prizmakövetés során nem csak prizmánkról, hanem számos reflektív felületről érkezik visszavert jel a műszerbe, melyek szintén láthatóak lesznek a CMOS szenzoron. A nem releváns jeleket, mint víz, ablakok, közúti táblák, láthatósági mellény felületéről történő visszaverődéseket műszerünknek ki kell szűrnie. Ezt egy speciális jelfelismerő algoritmus hajtja végre, amely sötét, szürke, valamint világos árnyalatú képek kombináción végez elemzést az egyes visszaverődésekről ezáltal biztosítva azt, hogy műszerünk folyamatosan és csakis a mi prizmánkat kövesse.

PIC3

Két CMOS szenzor által készített kép balra egy prizma, jobbra egy autó első fényszóri, valmint napsütés okozta tükröződések láthatók

Tegyük fel, hogy műszerünk kiszűrte az összes idegen (nem prizmáról származó) jelet. De mi történik akkor, ha a látómezőbe kerül egy másik prizma, ami ugyanolyan erősségű, formájú, és alakú foltként képződik le a CMOS szenzoron. Erre nyújt megoldást az ATRplus úgynevezett „History logs” funkciója, ami a beérkező jeleket naplózza és rövid ideig tárolja. Minden egyes idegen visszaverődés, legyen az prizma vagy reflektív felület, egy egyedi ID-val, pozícióval és fényesség értékkel kerül ideiglenesen tárolásra. Ezek alapján, ha műszerünk követi a prizmánkat és mi egy akadály mögött haladunk el úgy, hogy az közben nem lát rá a prizmára, akkor egy előrejelző funkció lép életbe (szabadon választható, 1, 3 vagy 5 másodperc időtartam), mely alatt a műszer nem fog egy másik lehetséges célpontot elkezdeni követni, legyen az egy másik prizma vagy visszaverődő felület. Az előrejelzési idő alatt a műszer a prizma legutolsó ismert irányába és annak legutolsó ismert tempójával fog fordulni, feltételezve azt, hogy az irány- és tempóváltás nélkül haladt tovább, ezért ha megszűnik az akadály, az újra a távcső látómezejében fog feltűnni. Ezt szemlélteti az alábbi ábra, ahol nem csak egy fa, hanem egy másik prizma mögött halad el a felmérő. Ebben az esetben, amikor a követett prizma eltűnik a fa mögött az ATRplus nem vált át a másik prizmára az előrejelzés alatt, hanem egyenletes tempóval halad tovább, és ha a prizma kiér a fa takarásából újra azt kezdi el követni. Ez a „History logs” funkciónak köszönthető.

pic4.png

Egy természetes akadály, valamint egy prizma mögött halad el a felmérő. Az ATRplus ilyen estben sem kezdi követni a másik prizmát, amikor a követett prizma eltűnik a fa mögött.

Mozgó objektumokra követése esetén (például robot üzemmódban történő mérés, vagy mérőállomásos gépvezérlés használata esetén) mérőállomásunknak egy folyamatosan változó és sokszor nehéz környezeti körülmények között kell helytállnia. Ezeket és egyéb váratlanul bekövetkező változásokat le kell tudni a műszernek kezelnie. Korábban erre, valamint a prizma feltételezett mozgására vonatkozóan különböző beállítási opciók álltak rendelkezésre, de köszönthetően a folyamatos és automatikus lézerenergia kezelésnek, ezeket a műszer automatikusan képes érzékelni, így a beállítandó paraméterek száma minimumra csökkent. Nekünk csupán a prizma és a mérés (egyszeri, folyamatos, stb.), valamint az irányzás típusáról (manuális, automata vagy követés) kell gondoskodnunk.

pic5.jpg

Redukált ATRplus beállítási opciók a környezeti változásokra és a prizma mozgására vonatkozóan

Ezeknek köszönhetően nagyban növekedett az automatikus irányzás és prizmakövetés hatótávolsága (lásd a táblázatban alább), azonban emellett van még három új lenyűgöző funkció, amelyek még tovább növelik az ATRplus-szal ellátott mérőállomások hatékonyságát.

  • PowerSearch szűrő
  • Cubesearch
  • Dynamic Lock

táblázat

PowerSearch segítségével egyszerűen – egy gombnyomással – megkerestethetjük prizmánkat a műszerrel, mely ekkor 360 fokban pásztázni kezd. Elképzelhetjük, hogy ebben az esetben műszerünk lehet, hogy nem csak a mi prizmánkat találja meg, hanem többet is például általunk későbbi álláspont létesítés céljából, műszerlábon elhelyezett prizmákat. Ezek akadályozhatnak minket a hatékony munkavégzésben. A problémára megoldást nyújt a PowerSearch szűrő, melyet elindítva a műszer 3-szor körbefordul és az álláspontunkhoz hozzárendeli a talált idegen prizmákat és az egyéb reflektív felületek (vízfelület, üveg, közúti táblák, stb.) pozícióját is, melyeket figyelmen kívül hagy a további prizmakeresésekkor, ha a szűrőt aktiváljuk.

PIC6

PowerSearch szűrővel kiszűrhetjük a nem releváns célpotokat, így műszerünk prizmakereséskor ezeket nem veszi figyelembe

Mi a Cubesearch? Egy olyan prizmakereső metódus, amely ha a műszer elveszíti a követett prizmát és az az előrejelzés alatt sem kerül a látómezőbe, akkor egy 90 fokos, a legutolsó ismert pozíciótól jobb-balra 45 fok és ettől a pozíciótól előre-hátra irányban 10 méteres sávban fogja a prizmát keresni. Amennyiben nem állt rendelkezésre távolságadat a prizmavesztés megelőzően, akkor a ± 10 méteres sáv a PowerSearch távolságtartományára kerül kiterjesztésre, mely 5-300 méter.

PIC7

Cubesearch prizmakereső módzer elve

És végül, de nem utolsó sorban ejtsünk néhány szót a Dynamic Lock-ról, melyet már korábbi írásunkban egy rövid videóban is bemutattunk. Erről itt olvashattok bővebben. A Dynmic Lock egy mozgás közbeni prizmakeresést és követésének megkezdését ( ezt „zárolásnak hívjuk a szoftveren belül”) teszi lehetővé. Lényege, hogy nem kell megállnunk és várnunk a prizmával a kezünkben mire a műszer azt újra megtalálja, hanem jelvesztést követően is haladhatunk tovább a következő felmérendő vagy kitűzendő pontunk felé, mert a műszer képes a mozgó prizmára is zárolni. A funkció az MS60-as mérőállomáson érhető el Captivate 2.0-ás verziótól.

A rengeteg hasznos funkció mellett egy további fontos dologra hívnánk fel a figyelmet. Más gyártóktól eltérően az ATR nem igényel külön speciális, úgynevezett aktív prizmát a prizmakövetéshez, hanem a mindennapi földmérési gyakorlatban használatos Leica prizmákkal is – nevezzük ezeket passzív prizmának, tehát önmagukban nem sugároznak, hanem csak visszaverik a jeleket – kihasználhatjuk előnyeit. Ezáltal nincsen szükségünk a prizmánk működtetéséhez áramforrásra, így nem cipelünk plusz súlyt a boton.

Tekintsétek meg alábbi rövid videónkat az ATRplus-ról és tartsatok velünk legközelebb is!

Üdvözlettel,
a Leica Geosystems
magyarországi csapata

Hasznosnak találod az oldalt? Oszd meg a tudásodat másokkal: ez az egyik módja annak, hogy halhatatlan légy. (Tendzin Gjaco)

%d blogger ezt szereti: