ReClouds
Цифровая модульная платформа. Платформа ReClouds, построенная на открытой архитектуре, предназначена для создания инженерной экосистемы приложений по обработке данных ЗD-сканирования.
Платформа представляет собой загружаемое вертикальное приложение для российской САПР-платформы nanoCAD. В состав ReClouds входят семь отдельных полнофункциональных модулей, позволяющих гибко выбирать нужный пользователю набор функций.
Продукт ориентирован на решение инженерных и информационных задач с использованием данных 3D-сканирования в следующих прикладных областях:
- строительство и эксплуатация инженерных сооружений, зданий, коммуникаций;
- создание 2,5D-чертежей и планов, в том числе топографических;
- мониторинг чрезвычайных ситуаций и экологической обстановки;
- трехмерное моделирование, в том числе имитационное;
- выполнение оперативных расчетов и измерений;
- моделирование задач транспортировки;
- проектирование машин и механизмов;
- поиск коллизий, авторский надзор;
- наполнение ГИС-систем;
- работы в области метрологии.
ReClouds располагает обширным набором инструментов, позволяющих:
- работать со сверхмассивными облаками точек, источником которых могут быть данные популярных обменных форматов (LAS, LAZ, PTS, PTX, PCD, XYZ, E57, PLY, RCS/RCP);
- сшивать/регистрировать облака по маркам и в полуавтоматическом режиме с возможностью контроля качества сшивки;
- визуализировать облака точек с использованием множества различных способов, включая фотореалистичное отображение, поддержку видовых экранов;
- строить сечения, разрезы, выделять зоны интереса, работать с динамическими сечениями;
- производить классификацию и сегментацию, в том числе автоматически выделять землю;
- строить полигональные модели ЦМР/ЦММ и трехмерных объектов;
- упрощать и редактировать полигональные модели, в том числе с учетом раскраски и наложенных текстур;
- производить вписывание элементарных геометрических форм: плоскостей, цилиндров, шаров, прямых;
- производить глобальный поиск элементарных геометрических форм: плоскостей, цилиндров, конусов, торов, шаров с учетом их сопряжений и взаимного расположения;
- производить поиск трубопроводных систем как целого;
- производить автоматическую векторизацию сечений, в том числе создавать поэтажные планы;
- осуществлять «умные» привязки к облакам точек, используя информацию о распознанных в них геометрических формах, при выполнении операций с векторными объектами;
- производить измерение длин, площадей и объемов непосредственно по облаку точек без предварительного распознавания форм и построения моделей;
- производить сравнение облаков точек между собой и с моделями;
- текстурировать векторные модели растрами и по данным облаков точек;
- производить пакетную обработку данных.
Платформа ReClouds предоставляет развитое программное API (C++, C#, COM) для создания пользовательских приложений на ее базе.
В состав цифровой модульной платформы ReClouds входят следующие модули:
- ReClouds Регистрация — модуль сшивки и регистрации единичных сканов в единые облака точек;
- ReClouds Предобработка — модуль предварительной обработки, фильтрации и устранения шумов измерений в облаках точек;
- ReClouds Сегментация — модуль классификации и сегментации облаков точек;
- ReClouds Сечения — модуль анализа сечений облаков точек;
- ReClouds Поверхности — модуль поверхностного моделирования по данным облаков точек;
- ReClouds Топология — модуль поиска и анализа топологии поверхностей и геометрических форм, заданных облаками точек;
- ReClouds Измерения — модуль проведения измерений по данным облаков точек.
ReClouds Регистрация
Назначение модуля ReClouds Регистрация — предварительная обработка сканов, загружаемых с трехмерных сканеров, сшивка сканов в единое облако и их регистрация в системе, совмещение сканов в единой системе координат. Команды модуля позволяют сшивать сканы по маркам и вручную. Имеются средства контроля качества и развитые средства визуализации процесса сшивки. Планы развития модуля включают дополнение его возможностей алгоритмами безмарочной сшивки и совмещения облака с моделью, автоматического поиска сферических и плоских марок.
Рис. 1. ReClouds. Модуль Регистрация - предварительная обработка изображений.
ReClouds Предобработка
Назначение модуля ReClouds Предобработка — предварительная обработка загружаемых облаков точек, очистка от измерительного шума, фильтрация данных, интеллектуальное прореживание облаков точек. Модуль реализует топологически корректные алгоритмы прореживания и фильтрации. Развитие модуля предполагает дополнение его возможностей алгоритмами фильтрации на основе фрактальной размерности, автоматического поиска измерительных шумов, а также выбросов на основе информационной энтропии.
Рис. 2. ReClouds. Модуль Предобработка — предварительная обработка загружаемых облаков точек.
ReClouds Сегментация
Назначение модуля ReClouds Сегментация — обработка сырых облаков точек, классификация данных облаков точек по пространственным, геометрическим и логическим критериям, построение пространственных структур, связанных с логической классификацией данных облаков точек — на базе полностью автоматических и автоматизированных алгоритмов с использованием методов искусственного интеллекта. Модуль включает алгоритм автоматической идентификации земли, функционал динамических сечений. Возможность сохранения именованных видов позволяет оптимизировать процесс классификации. Информация о классификации точек запоминается в хранилище и может быть использована в Платформе nanoCAD без приложения ReClouds — например, для визуализации или топографии. Планы развития модуля предполагают дополнение его возможностей алгоритмами автоматического поиска и анализа растительности.
ReClouds Сечения
Назначение модуля ReClouds Сечения — обработка сырых облаков точек, векторизация сечений облаков точек, прямые измерения на сечениях (для этого в модуле предусмотрены соответствующие инструменты), интеллектуальная обработка данных сечений, локальный поиск топологии поверхностей и элементарных геометрических форм по сечениям облаков точек, реконструкция форм объектов по сечениям — на базе полностью автоматических и автоматизированных алгоритмов с использованием методов искусственного интеллекта. Основой модуля является алгоритм векторизации сечений, позволяющий выделять на сечениях прямолинейные участки, дуги окружностей и эллипсов, а также площадные объекты, автоматически связывать распознанное в единую логическую структуру, анализировать ее. Помимо средств анализа произвольных форм, модуль имеет новый функционал для построения контуров поэтажных планов. Планы развития модуля включают появление функционала, позволяющего анализировать качество сканирования и плотность облака точек, для того чтобы помочь пользователю автоматически подобрать параметры распознавания.
Рис. 4. ReClouds. Назначение модуля Сечения.
ReClouds Поверхности
Назначение модуля ReClouds Поверхности — построение триангуляционных и иных полигональных моделей по данным облаков точек, реализация операций с полигональными моделями, включая их редактирование и упрощение, работа с текстурами и материалами для создания фотореалистичных моделей. Модуль реализует команды построения CAD-примитивов с опорой на полигональные модели — на базе полностью автоматических и автоматизированных алгоритмов с использованием методов искусственного интеллекта. На данный момент модуль позволяет строить как 2,5D-, так и 3D-модели, редактировать их, топологически корректно упрощать, текстурировать — в том числе и по данным облаков точек, имеющих цвет. Есть функционал, позволяющий строить ортофото по данным облаков точек, имеющих цвет, в том числе с классификацией строений, сооружений. Модуль развивается в сторону более интеллектуальных инструментов реконструкции и редактирования моделей, а также инструментов каталогизации аппаратуры, узлов и механизмов. Уже сейчас его функционал позволяет создавать реалистичные модели любых объектов инфраструктуры различной детализации.
Рис. 5. ReClouds. Создание фотореалистичных моделей.
ReClouds Топология
Назначение модуля ReClouds Топология — реализация высокоуровневого глобального поиска параметрической геометрии по данным облаков точек, создание гибридного представления облаков точек как симбиоза метрологической информации и распознанной параметрической геометрии, поиск логически сложных технологических систем (трубопроводных, вентиляционных, электрических) по данным распознанной параметрической геометрии в облаках точек, конвертация распознанной в облаке параметрической геометрии в трехмерное векторное представление, топологический анализ облаков точек (TDA) — на базе полностью автоматических и автоматизированных алгоритмов с использованием методов искусственного интеллекта. На данный момент модуль предоставляет функционал для поиска как отдельных форм, так и трубопроводных систем. Найденная геометрия может быть использована для расчетов в приложении ReClouds, для экспорта в другие вертикальные приложения, а также в Платформе nanoCAD для визуализации и моделирования любых объектов. Планы развития включают создание функционала анализа логической структуры зданий, помещений на основе распознаваемых плоскостей стен, распознавания вентиляционных систем, а также поиск и распознавание параметров элементов из металлического профиля.
Рис. 6. ReClouds. Функциональные возможности модуля Топология.
ReClouds Измерения
Назначение модуля ReClouds Измерения — проведение измерений длин, площадей, объемов по данным облаков точек или полигональных моделей, реализация алгоритмов поиска геометрических коллизий и сравнения облаков точек с облаками точек и моделями — на базе полностью автоматических и автоматизированных алгоритмов. Развитие модуля предполагает создание функционала поиска логических коллизий на базе имеющегося функционала поиска пространственных.
Рис. 7. ReClouds. Проведение измерений
Технические характеристики ReClouds
Для полнофункциональной работы требуется Платформа nanoCAD не ниже 23 версии с дополнительным модулем «3D».
|
Операционная система |
Microsoft Windows 11 (64-разрядная) |
||||||||||
| Процессор |
Минимальные требования: процессор с тактовой частотой 2 ГГц |
||||||||||
| Оперативная память |
Минимальные требования: 16 Гб |
||||||||||
| Разрешение экрана |
Минимальные требования: 1280×1024 |
||||||||||
| Видеоадаптер |
Минимальные требования: графический процессор с объемом видеопамяти 1 Гб |
||||||||||
|
Пространство на жёстком диске |
Для работы с большими облаками точек необходимо при выборе жесткого диска учитывать их объем и количество. Оценка объема данных облака точек может осуществляться по следующей таблице:
Примечание. Для ускорения работы хранить облака точек рекомендуется на SSD-дисках. |
||||||||||
| Сеть | На сервере лицензий и всех рабочих станциях, где будут работать приложения, использующие сетевое лицензирование, должен быть запущен протокол TCP/IP. | ||||||||||