Que sont les nuages de points ? Comment les capture-t-on et qu'en fait-on ? Sean Higgins, rédacteur indépendant spécialisé dans les technologies, explique tout cela. NavVisSean Higgins, rédacteur indépendant spécialisé dans les technologies, explique tout cela.
Qu'est-ce qu'un nuage de points?
Un site nuage de points est une représentation numérique en 3D d'un objet physique ou d'un espace. Elle est constituée de millions de points de mesure individuels nuage de points , chacun ayant une coordonnée x, y et z. Les coordonnées de chaque point de données sont cumulées pour former la représentation finale qui peut ensuite être convertie en modèle 3D ou autre. Les coordonnées de chaque point de données nuage de points se cumulent pour former le fichier final nuage de points , qui peut ensuite être converti en modèle 3D ou en un autre type de fichier. livrable
Selon la méthode utilisée pour capturer le nuage - qu'il s'agisse d'un capteur lidar ou d'une photogrammétrie avancée - chaque point peut également inclure des données de couleur RVB, ou même des informations d'intensité, qui reflètent la force de retour de l'impulsion laser qui a généré le point. Ce processus de collecte de données est une partie importante de la numérisation qui formera finalement le site nuage de points.
Comment générer un nuage de points
Il existe deux outils principaux pour capturer un site nuage de points: les scanners laser 3D et la photogrammétrie.
1. Scanners laser
Un scanner laser est un système de qualité topographique qui comprend un certain nombre de capteurs et de technologies différentes. La plus importante est un capteur lidar, qui utilise des impulsions laser rapides pour recueillir des centaines de milliers de mesures extrêmement précises par seconde. La plupart des scanners laser comprennent également un RGB caméra pour ajouter de la couleur aux données nuage de points et une unité de mesure inertielle (centrale inertielle), qui est le cousin professionnel de l'accéléromètre de votre smartphone.
Il existe différents types de scanners laser, chacun étant conçu pour une gamme spécifique d'applications. Vous utiliserez un scanner laser terrestre (TLS) si vous avez besoin de générer des nuages de points avec la plus grande précision possible pour une application spécialisée telle que la mesure de la déviation d'un faisceau, l'analyse de la planéité d'un sol ou la capture d'un objet unique tel qu'une voiture ou une machine avec une précision extrêmement élevée.
D'autre part, vous utiliserez un scanner laser mobile, qui peut offrir une précision de 4 mm et vous permettre de capturer des nuages de points tout en marchant. Cette vitesse les rend idéaux pour la plupart des projets de documentation des bâtiments, car ils réduisent le coût global par mètre carré. Cette vitesse les rend également idéaux pour la cartographie de sites actifs tels que les usines, qui offrent une petite fenêtre de temps pour effectuer votre capture workflow.
Et ce ne sont pas les seules options qui s'offrent à vous : Le marché propose des scanners laser pour toute une série d'applications spécialisées, comme la capture d'objets, de routes ou de voies ferrées, et même la génération de cartes topographiques à grande échelle. Vous pouvez utiliser ces appareils ensemble et réunir les nuages de points en un seul fichier final nuage de points pour répondre aux exigences de n'importe quel projet.
D'une manière générale, les scanners laser produisent des données plus précises que la photogrammétrie. La technologie Lidar est un élément important du site numérisation laser et une excellente méthode pour créer des nuages de points précis.
2. La photogrammétrie
Il s'agit plus d'une méthodologie que d'un type d'outil spécifique. Pour générer un site nuage de points à l'aide de la photogrammétrie, il faut capturer l'espace sous tous les angles, puis traiter ces images à l'aide d'un logiciel spécialisé afin de reconstruire l'espace en 3D. Le logiciel peut traiter les images pour créer des ensembles de données nuage de points individuels.
Si vous envisagez d'utiliser des drones pour capturer une image nuage de points d'un bâtiment, il y a de fortes chances que vous utilisiez la photogrammétrie. (La technologie lidar, comme les scanners laser, est lourde pour un drone).
Comment utiliser un ensemble de données nuage de points dans le monde bâti ?
Ces ensembles de données offrent une image numérique exacte, précise et complète d'un espace, d'une surface ou d'un objet du monde réel. Cela signifie qu'ils offrent une valeur considérable pour un large éventail d'applications. Il est important de comprendre comment utiliser efficacement les données nuage de points pour obtenir des résultats précis.
Voici quelques-unes des applications les plus courantes des données nuage de points dans le monde de la construction.
1. Plancher planification
Les nuages de points vous permettent de générer rapidement un site plan d'étage pour une structure. Cette méthode est à la fois plus rapide et plus précise que l'utilisation d'outils d'arpentage tels que les stations totales ou d'outils manuels tels que les distos laser. Cette méthode consiste essentiellement à rassembler toutes vos données nuage de points pour créer une carte en 3D du site plan d'étage à l'aide d'un logiciel spécialisé.
Comment cela se passe-t-il ? Il existe deux méthodes. Vous pouvez visualiser le site nuage de points de haut en bas et tracer le site plan d'étage manuellement à l'aide d'un logiciel CAO ou d'un logiciel d'étageplanification . Vous pouvez également utiliser un logiciel d'intelligence artificielle qui utilise les données de nuage de points pour générer automatiquement plan d'étage .
2. Modélisation de l'information sur les bâtiments (BIM)
nuage de points sont importantes pour la création d'un modèle d'information sur le bâtiment. Vous pouvez utiliser un site nuage de points pour créer un modèle d'information du bâtiment (BIM ) de votre bien. Un BIM est "une représentation numérique des caractéristiques physiques et fonctionnelles d'une installation". Un BIM est une ressource de connaissances partagées pour les informations sur une installation constituant une base fiable pour les décisions au cours de son cycle de vie, défini comme existant depuis sa conception jusqu'à sa démolition".
Étant donné qu'un site nuage de points reflète les conditions d'un bâtiment "tel quel" de manière précise et complète, il offre toutes les données spatiales brutes dont vous avez besoin pour créer un nouveau modèle d'information sur le bâtiment ou pour mettre à jour un modèle existant. Cela vous permet de comparer les conditions tel quel du bâtiment avec les conditions "telles qu'elles ont été conçues" afin de vérifier les erreurs, les conflits et les collisions.
Comment cela se passe-t-il ? Pour générer un BIM à partir d'un nuage de points, vous devez utiliser un logiciel de modélisation spécialisé BIM pour générer le modèle à partir de vos données nuage de points .
Certains logiciels vous permettent de le faire manuellement en dessinant des éléments et en encodant des informations telles que le matériau. D'autres logiciels peuvent automatiser partiellement le processus en reconnaissant les surfaces, les objets et même les MEP, et en utilisant l'IA pour générer un modèle. Ces processus semi-automatisés peuvent être très précis, mais ils ne sont pas parfaits : les logiciels travaillent beaucoup plus vite que les humains, mais ils peuvent manquer des éléments ou renvoyer des résultats faussement positifs. Par conséquent, vous devrez toujours vérifier le travail et effectuer quelques corrections manuelles pour vous assurer que vos données nuage de points et votre modèle 3D sont exacts.
Vous pouvez consulter le site en savoir plus pour en savoir plus sur le processus de numérisation versBIM .
3. Suivi de l'avancement des travaux
Si vous capturez régulièrement des nuages de points pendant l'avancement des travaux, vous pouvez utiliser ces données pour garder une trace des travaux réalisés, de leur date d'achèvement et de leur lieu d'exécution.
Comment cela se passe-t-il ? Il existe des méthodes manuelles pour suivre l'avancement de la construction à l'aide d'un site nuage de points, ainsi que des méthodes automatisées avancées. Vous pouvez partager les données brutes de nuage de points avec les parties prenantes pour leur donner accès à une vue d'ensemble rapide et de haut niveau de l'avancement du bâtiment à n'importe quel moment depuis le début de la construction. Vous pouvez également utiliser des outils automatiques pour fournir des mises à jour plus détaillées, par exemple un logiciel qui analyse automatiquement les données nuage de points pour reconnaître des objets spécifiques et qui va même jusqu'à assurer le suivi des travaux par rapport à des corps de métier, des calendriers et des budgets spécifiques.
4. Jumeaux numériques
Vous pouvez utiliser un site nuage de points pour créer un modèle 3D opérationnel de l'actif. Mieux connu sous le nom de jumeau numérique, ce modèle entretient une relation symbiotique avec l'actif, rendue possible par divers éléments de l'internet des objets (IoT) capteurs. Dans un modèle idéal jumeau numériqueDans un modèle idéal, tout changement apporté à l'actif physique est automatiquement répercuté sur le site jumeau numérique et vice versa. La saisie initiale détaillée de l'actif au moyen des données nuage de points est essentielle pour mettre en place un modèle précis et efficace jumeau numérique.
Cette relation symbiotique signifie que les jumeaux numériques peuvent être utilisés comme les modèles BIM pour examiner les informations relatives à l'actif ou pour effectuer des tâches avancées telles que la surveillance, la simulation, l'analyse et le contrôle.
Comment procéder : La création d'un site jumeau numérique est un processus complexe à plusieurs niveaux. C'est pourquoi de nombreuses entreprises proposent un service de création de modèles pour vous. Elles capturent les données nuage de points , les traitent et développent un jumeau numérique qui correspond à vos spécifications et inclut les données dont vous avez besoin "en direct" dans le modèle (données géométriques, données de température, etc.).
Pour en savoir plus sur ce processus, consultez le site étude de cas de Siemens. Il détaille leur projet avec NavVis pour créer un usine numérique jumeau qui aide plusieurs parties prenantes à comprendre l'état tel quel de leur usine physique.
Recapitulatif
Ce billet vous donne une définition de ce qu'est un nuage de points , comment ils sont fabriqués, et leur cas d'usage typique. Que faire ensuite ? Si vous vous sentez d'humeur aventureuse, pourquoi ne pas télécharger un échantillon de données nuage de points et l'explorer par vous-même ?
Vous trouverez ci-dessous un lien vers notre exemple de données nuage de points générées par le système de cartographie. NavVis VLX portable système de cartographie. Cet échantillon de haute qualité peut être téléchargé dans le format de fichier standard .e57 et est compatible avec de nombreuses applications tierces CAO (conception assistée par ordinateur).
Sean Higgins est un rédacteur indépendant spécialisé dans la technologie, un ancien rédacteur en chef d’une publication spécialisée et un passionné de plein air. Il pense qu’écrire clairement et sans mot à la mode sur les technologies 3D est un service public.