3D pontfelhő technológia a biztonság szolgálatában

Caught exception: Not Found Error

Ahogy a 3D pontfelhő megoldások fejlődnek és összekapcsolódnak más technológiákkal, mint pl. a virtuális valóság, a BIM (Building Information Modelling – Épületinformációs modellezés), vagy a pilóta nélküli járművek, úgy merülnek fel újabb és újabb alkalmazási lehetőségek a tágabb értelemben vett biztonságvédelem területén (lásd még cikkünk)

Hangsúly az események modellezésén

A terrorelhárítás, tűzvédelem, katasztrófavédelem, vagy nagyrendezvények védelmi koncepciójának kidolgozása során a megelőzésen van a hangsúly. A megelőzés lényege a minél pontosabb modellezés, a lehetséges események virtuális lejátszása és a minél inkább valós környezetben történő gyakorlás. Ehhez két dologra van szükség: a környezet valósághű modellezésére, valamint az ember mozgásának a modellezésére. Az előbbire szolgálnak a 3D pontfelhő technológiák, míg az utóbbiak az ún. motion capture, azaz az embert és annak mozgását modellező –tipikusan virtuális valóság- megoldások. A 3D pontfelhőt előállító mérőeszközök korai és máig legelterjedtebb változatai a speciális szaktudást igénylő nagy teljesítményű lézerszkennerek, melyek szerelhetők akár repülőgépre (légifotogrammetria) és így akár teljes országrészekről kaphatunk 3D térmodellt, vagy alkalmazhatók a földön, mint bármely speciálisan a földmérő mérnökök által használt precíziós műszer.

3D pontfelhő technológia a biztonság szolgálatában Forrás. Leica geosystems

Milrem –Pegasus II (foto Business Wire)

A mobiltérképező rendszerek megjelenésével, valamint a lézerszkennerek miniatürizálásának trendjével a technológia elérhetővé vált sok más szakmaterület, így a biztonságvédelem számára is. Képzeljük el, hogy a szkennert, mint egy hátizsákot a vállunkra vesszük, és kényelmesen sétát teszünk egy épület belsejében. Mire a sétának végén egy cm pontosságú, háromdimenziós modelljét kapjuk meg a teljes épületnek. Annyi adatot kapunk készen – akár egy húsz perces séta eredményeként –, amiért egy képzett mérnöki szakemberbrigádnak hagyományos eszközökkel hónapokig kellene munkát végezni. Ezt a hatalmas adattömeget aztán a megfelelő szoftverekkel fel kell dolgoznunk, de ez sem tart sokkal tovább, mint maga az adatgyűjtés. A lényeg, hogy minden korábbinál gyorsabban és hatékonyabban a valóság tökéletesen hű térbeli modelljét tudhatjuk a magunkénak.

3D pontfelhő technológia a biztonság szolgálatában Forrás. Leica geosystems

Hátizsákos lézerszkenner Leica Pegasus Back Pack

 

A modellel műveleteket végzünk, szimulálunk

Fontos megérteni, hogy ez a modell, nem csupán látvány. Ez egy mérnöki állomány, melyben méréseket, modellezéseket végezhetünk, matematikai algoritmusokat segítségül hívva, képzelt eseményeket futtathatunk le kényelmesen hátradőlve az irodánkban. A speciális alkalmazások persze további testreszabott fejlesztéseket igényelhetnek, de az alaptechnológia adott. A 3D lézerszkennerek további szenzorokkal kapcsolhatók össze, mint például hőkamerák, szagdetektor, vagy talajradar, így olyan dolgokat is észlelhetünk, ami az optikai adatgyűjtés (fénykép, lézer) amúgy rejtve maradnának. Egy drónra szerelt szagdetektorral végigrepülve egy földalatti gázvezeték nyomvonala felett észlelhetjük, és pontosan bemérhetjük, hogy hol van gázszivárgás, vagy a talajradarral 3D képet kaphatunk a felszín alatti infrastruktúráról.
Ha már egyszer a célterület nagyléptékű modellje rendelkezésre áll, sok finom részlet pontosítására lehet szükség. Például egy helységen belül arról is képet szeretnénk kapni, hogy mi van az asztal alatt, vagy kifejezetten kisméretű tárgyakat szeretnénk jobban modellezni. Ekkor kerülhetnek előtérbe a kézi lézerszkennerek, vagy olyan képalkotó rendszerek, melyek térfotogrammetriai alapon (hagyományos képalkotás során és nem lézerrel) biztosítanak nagy pontosságú 3D pontfelhő modellt.

3D pontfelhő technológia a biztonság szolgálatában Forrás. Leica geosystems

Hátizsákos lézerszkenner Leica Pegasus Back Pack

A 3D pontfelhő technológia a helymeghatározás, tágabb értelemben a térbeli adatgyűjtés egy formája. Mint ilyen szorosan kapcsolódik olyan innovációkhoz, mint a GNSS (a köznyelv szerint GPS). Ezt azért fontos itt megemlíteni, mert ha már új technológiákról beszélünk, akkor nem mehetünk el szó nélkül a műholdas helymeghatározás fejlesztésének következő generációja, az épületen belüli és földalatti „műholdas helymeghatározás” mellett. A technológia már létezik, bányászati alkalmazásokban már használják is, de további, elsősorban miniatürizálási fejlesztésekre van szükség ahhoz, hogy elterjedhessen a mindennapokban.

Az ember modellezése

Ahogy fentebb írtuk is, az eddig említett megoldások elsősorban a környezet (épület, külterület, stb.) modellezésére valók. A biztonságvédelmi alkalmazásoknál azonban nyilvánvalóan fontos szerephez jut magának az embernek a modellezése is. Itt kerülnek a képbe a motion capture megoldások, melyek egyik legismertebb példája a modern animációs filmek gyártása, ahol speciális szenzorokkal ellátva az elő embert valósághűen modellezik annak mozgását és viselkedését egy elképzelt környezetben. Ez a technológia ma már utat tört magának a munkavédelmi, ergonómiai és gyártástechnológiai területeken is. Adott tehát a környezet és benne az ember valósághű modellje. Innentől kezdve csak a fantázia szab határt annak, hogy mindezt például arra használjuk, hogy egy politikai nagy rendezvény során a tömeg lehetséges mozgását modellezzük, vagy tűzoltókat képezünk ki arra, hogy egy adott kockázati besorolású helyszínen (pl. egy atomerőmű adott helységeiben) hogyan mozogjanak majd egy esetleges esemény során.
Esemény alatt és utána is

Az eddigiek során a megelőzésről, azaz az előzetes szimulációról beszéltünk. Számos esetben azonban előfordul, hogy már csak a káresemény, terrorcselekmény után, vagy esetleg közben van módunk a helyszínt feltérképezni (nem állt rendelkezésre előzetes modell). Az alapkoncepció itt is ugyanaz: olyan mobil szenzorokra van szükség, melyek könnyen hordozhatók, és amíg a különleges egység végzi az alaptevékenységét, kvázi automatikusan gyűjti a térbeli adatokat is. Úgy is elképzelhetjük, hogy ebben az új világban a korábbi rádióst felváltja, vagy inkább kiegészíti egy olyan egység, amely egyben  a helyszín 3D modelljét is előállítja – mintegy mellesleg. Az ilyen esetekben azonban szükség lehet egy további szereplőre is, mégpedig a pilóta nélküli járművekre. Elsősorban azért mert az ilyen szituációkban (bombaveszély, katasztrófa után járhatatlan, vagy veszélyes terep, stb.) nem mindig lehet embert küldeni a helyszínre. A pilótanélküli járművekkel kapcsolatban sokunknak a repülő drónok jutnak az eszünkbe, és valóban ez is az egyik leggyakoribb hordozó platform, de léteznek földi járművek is, melyek előnyei nyilvánvalóak, ha például épületen belüli, vagy földalatti eseményről van szó.

Írta: Gombás László
Leica Geosystems Hungary Kft

Kapcsolódó cikk:
Belépünk a virtuális valóságba