Усовершенствование конструкции электропривода лазерных сканеров на основе анализа особенностей применения сканирующих устройств в строительной отрасли

Лазерное сканирование представляет собой перспективный метод контроля в строительстве, обеспечивающий высокую точность и скорость измерений. Наземное лазерное сканирование является одним из ключевых инструментов в рамках BIM-технологий, обеспечивая получение точных данных о размере, положении и отклонении объектов. В статье анализируются различные сферы применения наземного лазерного сканирования в строительстве и определяются приоритетные требования к техническим характеристикам оборудования. Отмечается важная роль системы электропривода в обеспечении высокой угловой точности сканирования. Проводится анализ существующих систем лазерного сканирования, технических особенностей применяемых конструкций электропривода, обеспечивающих высокую угловую точность, и определяются основные направления дальнейшего совершенствования систем привода. Рассматривается возможность применения систем управления электроприводом на основе фазовой автоподстройки частоты вращения для снижения затрат на сканирование без снижения угловой точности через оптимизацию конструкции электропривода. Уточняется, как усовершенствование электроприводов может способствовать более широкому применению наземного лазерного сканирования в строительстве.

1. Середович В. А., Комиссаров А. В., Комиссаров Д. В., Широкова Т. А. Наземное лазерное сканирование. Новосибирск: Изд-во СГГА, 2009. 261 с.

2. Хахулина Н. Б., Нестеренко И. В. Возможности технологий лазерного сканирования для получения геопространственных данных // Модели и технологии природообустройства (региональный аспект). 2018. № 1 (6). С. 141–149. EDN: VLYHYA.

3. Вареник К. А., Вареник А. С., Храмов Д. Д., Чамеев А. С. Создание цифровой информационной модели Георгиевского собора Юрьева монастыря на основе результатов лазерного сканирования и фотограмметрии // Перспективы науки. 2023. № 4 (163). С. 80–86. EDN: AIMLVR.

4. Шамарина А. А. Сравнительная оценка результатов наземного лазерного сканирования с данными традиционного обследования на примере объекта историко-культурного наследия Доходный дом М. М. Барановой в г. Перми // Инновации и инвестиции. 2023. № 5. С. 537–541. EDN: ZWVZPP.

5. Шарафутдинова А. А., Брынь М. Я. Опыт применения наземного лазерного сканирования и информационного моделирования для управления инженерными данными в течение жизненного цикла промышленного объекта // Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий). 2021. Т. 26, № 1. С. 57–67. DOI: 10.33764/2411-1759-2021-26-1-57-67. EDN: UONPQL.

6. Комиссаров А. В., Ремизов А. В. Методика использования BIM-технологий и лазерного сканирования для реконструкции и модернизации объектов // Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий). 2022. Т. 27, № 2. С. 115–124. DOI: 10.33764/2411-1759-2022-27-2-115-124. EDN: NHUFEV.

7. Богданов А. Н., Листратов Я. А. Строительный контроль методом наземного лазерного сканирования // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2019. № 4 (50). С. 401–409. EDN: BRIRDS.

8. Могучев С. Б. Строительный контроль с использованием облака точек и информационной модели здания // Инженерный вестник Дона. 2022. № 6 (90). С. 580–589. EDN: AORUME.

9. 3D laser scanning Leica. Leica Geosystems. URL: https://leica-geosystems.com/ru/products/laser-scanners/scanners (accessed: 02.03.2025).

10. Terrestrial 3D laser scanning and imaging systems. Trimble Inc. URL: https://geospatial.trimble.com/en/products/hardware/laser-scanning (accessed: 02.03.2025).

11. FARO Focus Laser Scanning Solution. FARO. URL: https://www.faro.com/en/Products/Hardware/Focus-Laser-Scanners (accessed: 02.03.2025).

12. Laser Scanners TOPCON. Topcon Corp. URL: https://mytopcon.topconpositioning.com/na/support/products/5255 (accessed: 02.03.2025).

13. Terrestrial 3D laser scanner Z+F. Zoller + Fröhlich GmbH. URL: https://www.zofre.de/en/laser-scanners/3d-laser-scanner (accessed: 02.03.2025).

14. Kramer A., Ossig M., Becker R. Method of obtaining a reference correction value for an index mark of an angular encoder. US Patent 9,759,583; filed April 29th, 2015; published September 12th, 2017.

15. Müller B., Schmitt T. L., Herbst C., Wachter H. M. Drive system in a geodetic measurement instrument. US Patent 2021/0055104; filed August 20th, 2020; published February 25th, 2021.

16. Csencsics E., Schitter G. Design of a phase-lockedloop-based control scheme for Lissajous-trajectory scanning of fast steering mirrors. 2017 American Control Conf. (ACC). 2017. P. 1568–1573. DOI: 10.23919/ACC.2017.7963176.

17. Csencsics E., Ito S., Schlarp J., Schitter G. System Integration and Control for 3D Scanning Laser Metrology. IEEJ Journal of Industry Applications. DOI: 10.1541/ieejjia.8.207. Vol. 8 (2). P. 207–217.

18. Bubnov A., Daynovich A. Digital automatic control system of phase-lock motor drive. 2017 Dynamics of Systems, Mechanics and Control Processes. 2017. P. 1–5. DOI: 10.1109/Dynamics.2017.8239439

19. Bubnov A. V., Chudinov A. N., Chetverik A. N., Shpineva V. I. Development and Investigation of a Computer Model of a Synchronous-in-phase Electric Drive. 2018 Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics). 2018. P. 1–6. DOI: 10.1109/Dynamics.2018.8601446. EDN: WTXZPX.

20. Bubnov A. V., Chetverik A. N., Chudinov A. N., Schekochikhin A. V. Development of Control Methods of Phaselocked Electric Drive with Improved Dynamic Performance. 2019 Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics). 2019. P. 1–6. DOI: 10.1109/Dynamics47113.2019.8944729.