Evolutions of 3D Laser Scan for AECO

จากจุดเริ่มต้นของการทดลอง…สู่เทคโนโลยีที่เปลี่ยนโลกการเก็บข้อมูล 3 มิติ 🌐

วันนี้การสแกนด้วย Laser Scan ไม่ใช่แค่ “วัด” แต่คือการสร้าง Digital Asset ที่นำไปใช้ต่อได้จริงในงานก่อสร้าง วิศวกรรม และ Digital Twin

จุดเริ่มต้นและวิวัฒนาการของเครื่องสแกนเลเซอร์ภาคพื้นดิน (TLS)

• ยุคเริ่มต้น (ทศวรรษ 1960 - 1980): เทคโนโลยีการสแกน 3 มิติเริ่มต้นขึ้นในช่วงทศวรรษ 1960 ในห้องปฏิบัติการเพื่อการทดลอง โดยใช้แสง เครื่องฉายภาพ และกล้องในการเก็บข้อมูลโปรไฟล์ของพื้นผิว แต่ระบบในยุคแรกทำงานได้ช้ามากและมีความแม่นยำต่ำ ต่อมาในยุค 1980 เทคโนโลยีเลเซอร์เริ่มมีการพัฒนามากขึ้นในงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการทหาร เพื่อใช้ในการวัดระยะทาง วิเคราะห์ภูมิประเทศ และสำรวจทางธรณีวิทยา รวมถึงงานด้านอวกาศ เครื่องสแกนในยุคนั้นยังมีขนาดใหญ่เทอะทะและไม่สามารถเคลื่อนย้ายได้สะดวก

• ก้าวแรกสู่การใช้งานเชิงพาณิชย์ (ปี 1992): เครื่องสแกนเลเซอร์เชิงพาณิชย์เครื่องแรกของโลกถือกำเนิดขึ้นในชื่อ "Siosic" ผลิตโดยบริษัท Mensi (ซึ่งต่อมาถูกซื้อกิจการโดย Trimble) โดยสามารถเก็บข้อมูลได้เพียง 100 จุดต่อวินาทีในระยะสูงสุด 10 เมตร และใช้เวลาในการสแกนนานกว่า 1 ชั่วโมงต่อครั้ง

• การกำเนิดเครื่องสแกนแบบพกพาสำหรับงานสำรวจ (ปี 1993 - 1998): Ben Kacyra ก่อตั้งบริษัท Cyra Technologies ขึ้นในปี 1993 และได้เปิดตัวเครื่อง "Cyrax" ในปี 1998 ซึ่งเป็นเครื่องสแกน 3 มิติแบบพกพาเครื่องแรกที่ออกแบบมาเพื่อวิศวกรและนักสำรวจโดยเฉพาะ ตัวเครื่อง แบตเตอรี่ และแล็ปท็อปมีน้ำหนักรวมประมาณ 40 กิโลกรัม (88 ปอนด์) สามารถเก็บข้อมูลได้ 1,200 จุดต่อวินาที ในระยะสูงสุด 50 เมตร ซึ่งบริษัท Chevron เป็นหนึ่งในกลุ่มแรกๆ ที่นำไปทดสอบใช้งานจริงในแหล่งน้ำมัน ต่อมาในปี 2001 Leica Geosystems ได้เข้าซื้อกิจการ Cyra และเปลี่ยนชื่อรุ่นเป็น HDS 2400 ถือเป็นจุดเริ่มต้นของการนำ TLS มาใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม

• การพัฒนาความเร็วและมุมมอง (ปี 2004 - 2009): ในปี 2004 Leica ได้เปิดตัวรุ่น HDS 3000 ซึ่งเป็นเครื่องแรกที่มีมุมมองสแกนกว้างรอบทิศทาง 360 องศา (360° x 270°) จากนั้นในปี 2006 รุ่น HDS 6000 ได้รับการพัฒนาให้ครอบคลุมมุมมองแนวดิ่งได้ดียิ่งขึ้น ช่วยให้สแกนเพดานหรือที่สูงได้ง่าย ต่อมาในปี 2009 Leica P20 ได้สร้างสถิติใหม่ด้วยความเร็วในการเก็บข้อมูลทะลุ 1 ล้านจุดต่อวินาที

• ยุคของความกะทัดรัดและระบบอัตโนมัติ (ปี 2013 - ปัจจุบัน): FARO ได้เปิดตัวเครื่องสแกนที่กะทัดรัดและราคาลดลงอย่างมากในปี 2013 (รุ่น Focus X330) ทำให้ผู้ใช้งานเข้าถึงเทคโนโลยีได้ง่ายขึ้น ในปี 2018-2019 มีการพัฒนาระบบให้ฉลาดขึ้นอย่างก้าวกระโดด เช่น Leica RTC360 ที่สแกนได้ถึง 2 ล้านจุดต่อวินาทีพร้อมเทคโนโลยีต่อพอยท์คลาวด์อัตโนมัติ (Auto-registration) ในสนาม และ Trimble X7 ที่มีระบบปรับระดับและคาลิเบรทเครื่องด้วยตัวเองในระดับงานสำรวจ

วิวัฒนาการของเทคโนโลยี Mobile SLAM

• จุดกำเนิดในอุตสาหกรรมหุ่นยนต์ (ทศวรรษ 1980 - 1990): SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) ถูกคิดค้นขึ้นครั้งแรกเพื่อแก้ปัญหาในวงการหุ่นยนต์ ที่ต้องการให้ยานพาหนะอัตโนมัติสามารถนำทางในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน (เช่น ภายในโรงงาน) ได้โดยไม่ต้องพึ่งพาสัญญาณ GPS โดยคำว่า "SLAM" ถูกบัญญัติขึ้นอย่างเป็นทางการในปี 1995 ในงานประชุม International Symposium on Robotics Research โดยมีนักวิจัยเช่น Hugh Durrant-Whyte และ John J. Leonard เป็นผู้บุกเบิกอัลกอริทึม

• ความก้าวหน้าทางคอมพิวเตอร์และเซ็นเซอร์ (ยุค 2000s): ด้วยการพัฒนาของเซ็นเซอร์และพลังการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ที่ดีขึ้น อัลกอริทึม SLAM จึงมีความแม่นยำมากขึ้นและสามารถนำมาใช้งานได้จริงในหุ่นยนต์ โดรน และระบบนำทางของยานพาหนะขับเคลื่อนอัตโนมัติ

• การประยุกต์ใช้ในเครื่องสแกนแบบเคลื่อนที่ (ยุค 2010s - ปัจจุบัน): อุตสาหกรรมการสำรวจได้นำเทคโนโลยี SLAM มาผสานเข้ากับ LiDAR, กล้อง และเซ็นเซอร์วัดความเฉื่อย (IMU) เพื่อสร้างเป็นระบบ Mobile Mapping System (MLS) อุปกรณ์ในยุคนี้ถูกออกแบบให้ถือด้วยมือ (Handheld), สะพายหลัง, หรือติดตั้งบนโดรนและรถยนต์ เช่น Leica BLK360, NavVis VLX, และ FARO Orbis

• บทบาทของ SLAM ในปัจจุบัน: เทคโนโลยี SLAM ได้เข้ามาเปลี่ยนกระบวนทัศน์ของงานสำรวจ 3 มิติ เนื่องจากสามารถเดินสแกนได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องหยุดตั้งขากล้อง (เคลื่อนที่พร้อมกับทำแผนที่และระบุตำแหน่งของตัวเองไปพร้อมกัน) ซึ่งทำความเร็วได้มากกว่า TLS แบบเดิมถึง 10 เท่า การนำ SLAM มาใช้ช่วยให้สามารถเก็บข้อมูลพื้นที่ขนาดใหญ่ พื้นที่ใต้ดิน (เช่น เหมืองแร่) หรือพื้นที่ปิดที่ไม่มีสัญญาณ GPS ได้อย่างรวดเร็วและปลอดภัยมากยิ่งขึ้น

  
  

Sustainable Solution Co., Ltd.

✔ Official Distributor ของ FARO ในประเทศไทย

✔ จำหน่าย FARO Focus Premium & FARO Orbis Premium

✔ บริการรับจ้างสแกนเก็บข้อมูล 3D ครบวงจร

พร้อมให้คำปรึกษา เลือก Solution ที่เหมาะกับงานของคุณ

สนใจติดต่อได้ที่ info@sustain-solution.com

#FARO #LaserScanning #3DScanning #DigitalTwin #BIM #Surveying #ConstructionTech #SmartConstruction #FaroFocus #FaroOrbis #SustainableSolution