Applicability of flash laser distance and ranging to three-dimensional spatial information acquisition and modeling on a construction site

摘要

In recent decades, the need for effective automation of data acquisition and three-dimensional (3D) modeling in the construction industry has been increasing. Most of the 3D modeling methods developed thus far are generally inadequate for construction automation on account of the long processing times involved and the high cost of the devices used for that purpose; moreover, they tend to include a significant level of manual operation. Flash laser distance and ranging (LADAR), which has been developed recently, entails illumination of an entire scene with diffuse laser light. This characteristic enables it to rapidly model actual construction sites in a comparatively fast and cost-effective manner. In this study, flash LADAR technology was tested for its ability to handle the dynamic nature of a construction site in an effective way. Indoor experiments were carried out to characterize the performance of the flash LADAR system, and outdoor experiments were performed on actual construction sites to demonstrate the applicability of the system to 3D modeling of such environments. The results indicate that 3D modeling via flash LADAR has the potential of being quite beneficial for construction automation.%Les dernières décennies ont vu l'accroissement du besoin d'une automatisation efficace d'acquisition de données et de modélisation tridimensionnelle dans l'industrie de la construction. La plupart des méthodes de modélisation tridimensionnelle développées à ce jour sont généralement inadéquates pour l'automatisation en construction du fait des longs temps de traitement impliqués et du coût élevé des dispositifs utilisés; de plus, elles tendent à nécessiter beaucoup de manipulations. Un radar laser (« LADAR ») flash, qui a été récemment développé, nécessite l'illumination de toute une scène par de la lumière laser diffuse. Cette caractéristique permet de modéliser rapidement les sites de construction réels de manière relativement rentable et rapide. Dans la présente étude, la technologie « LADAR » flash a été mise à l'épreuve pour déterminer sa capacité à gérer efficacement le dynamisme d'un site de construction. Des expériences à l'intérieur ont été réalisées afin de caractériser le rendement du système « LADAR » flash et des expériences à l'extérieur ont été réalisées sur de véritables sites de construction afin de démontrer l'applicabilité du système à modéliser de tels environnements en trois dimensions. Les résultats indiquent que la modélisation tridimensionnelle par « LADAR » flash peut potentiellement être très utile à l'automatisation de la construction.