Программное обеспечение PolyWorks

PolyWorks (PW) — многофункциональное программное обеспечение производства компании InnovMetricSoftwareInc., используемое для обработки данных лазерного сканирования: обратного инжиниринга, контроля геометрических параметров изделий, задач архитектуры, мониторинга деформаций земной поверхности и многих других. Программный комплекс PolyWorks позволяет эффективно и быстро работать с очень большими объёмами данных. PolyWorks состоит из нескольких модулей и имеет широкий набор инструментальных средств, которые упрощают и ускоряют работу с данными. Важно отметить, что комплекс позволяет работать с данными, полученными с трехмерных сканеров всех известных марок.

Рассмотрим модули, из которых состоит PolyWorks:

IMAlign

Данный модуль предназначен для первичной обработки данных.

Первоначально производится импорт данных, полученных с помощью наземного трехмерного сканера или же данных, уже обрабатывавшихся в других программах. Уже на этой стадии, есть некоторые возможности обработки: данные импортируются с заданной точностью (задается шаг выборки точек); данные могут быть отфильтрованы по расстоянию. 

Производится первичная обработка облаков точек: масштабирование облаков точек; фильтрация на предмет совпадающих точек, то есть, упорядочение (точки, расходящиеся на расстояния меньше задаваемого, удаляются).  В модуле осуществляется привязка к внешней системе координат и сшивка сканов.

Программа позволяет выбрать метод сшивки, которые можно подразделить на: визуальные методы сшивки; по референсным объектам. И что не мало важно: программа продуцирует статистику и гистограммы ошибок объединения, создаются первичные полигональные модели.

Данные могут быть эскпортированны во многих форматах (AC, BRE, PIF, PTX, SURF) и как полигональные модели в DXF, IGES.

IMMerge

Предназначен для создания триангуляционной модели, модуль позволяет вручную определять параметры, ответственные за качество и точность создаваемой модели.

IMEdit

Модуль предназначен для работы с TIN-поверхностями, созданными в PW или импортированными из других программ.

Модуль содержит функции сглаживания, заполнения «дыр», ретриангуляции (отдельные области могут быть триангулированы заново с меньшей точностью), различные механизмы создания кривых и инструменты их редактирования.

В этом модуле реализованы функции по созданию и редактированию NURBS-поверхностей — поверхностей, которые создаются по кривым, причем в модуле предусмотрено множество способов создания этих кривых: вручную — определенные кривые проводятся по указанным точкам, кривые строятся по пересечениям с моделью плоскостей, по сечениям,  автоматически составляется сетка кривых по модели с заданной точностью (шаг и максимальное расстояние, на которое они отстоят от модели).

IMInspect

Включает в себя инструменты, позволяющие:

• производить вписывание в облако точек геометрических примитивов (окружность, конус, цилиндр, плоскость, точка, полилиния, сфера и вектор); 
• построение полигональных поверхностей;
• объединение данных и ссылочных объектов в единую и уникальную систему координат;
• профилирование, создание произвольных и заданных сечений; 
• производить детальное сравнение, статистику и отчёты внутри или между данными, ссылочными объектами и примитивами;
• все виды измерений, контроль положения и состояния сложных конструкций (измерение геометрических размеров, как линейных, так и угловых, площадей, объемов);
• экспорт данных и ссылочных объектов во многие форматы.

IMCompress

Уменьшение, в основном, цветных полигональных 3D-моделей. Вспомогательный модуль, позволяющий уменьшить вес модели путем сокращения числа составляющих её элементов (триангулы или патчи).

IMTexture

Модуль позволяет совместить модель и её текстурную карту, то есть получить модель с текстурами отображающую не только геометрические, но и физические свойства модели. Текстурная карта должна быть получена со сканера, то есть в полученных данных со сканера кроме координат должны быть сведения об интенсивности. Совмещаются два типа данных, в результате модель имеет вид наиболее приближенный к реальности.

IMView

Модуль для просмотра данных.

Модели, созданные в программе, сохраняются во внутреннем формате и могут быть просмотрены в бесплатно поставляемом модуле. Программный продукт PolyWorks предназначен для определенного круга задач, решение которых в других программных продуктах не представляется возможным.

Этот круг задач охватывает многие аспекты. Например: Мониторинг деформаций земной поверхности, оползневых процессов и оседания грунта под действием техногенных факторов. Путём наложения друг на друга моделей, созданных в разные моменты времени, можно получить величину и направление смещений. И характеризовать данные по этим смещениям будут не отдельные контрольные точки.

Поскольку при сканировании производится сплошная съёмка, необходимую информацию можно будет получить практически в любой точке поверхности. Полученные данные представляются в виде окрашенной трёхмерной модели с распределением цветов в зависимости от величины деформаций.

Простым щелчком клавишей мыши в любой точке этой модели на экране выводятся величина и направление деформации, а также координаты данной точки в разных циклах наблюдений. Затем происходит построение диаграмм распределения этих величин, которые могут быть трансформированы в различные графики, диаграммы и гистограммы в формате MS Excel.

Трёхмерная модель поверхности земли позволяет решать целый ряд задач, начиная от вычисления объёмов взрывных блоков на разрабатываемых открытых карьерах и заканчивая обычным топографическим планом и материалами для землеустроительной документации.

Инструментами программного продукта PolyWorks в автоматическом режиме в данном случае возможно так же решение следующих задач: Анализ поверхностей (величина и направление деформации). Анализ поверхностей — разрезы (их можно выполнять в различных направлениях: перпендикулярно борту и в горизонтальных плоскостях: в первом случае это является одним из главных параметров оценки качества взрыва и расположения руды, в другом мы получаем топоплан карьера).

Построение изолиний поверхности развала. Оценка развала и взорванного объёма (оценку развала по эти моделям можно выполнять следующим образом: развал делится на расчетные блоки (например 3×3 м) и оценивается объем каждого такого блока; эти расчеты ведутся от расчетной плоскости на заданной отметке) Многие другие задачи. Задачи промышленных предприятий, связанные с проведением обмеров недоступных и сложных объектов, построением трёхмерных моделей объектов и подготовкой материалов для использования в автоматических системах проектирования и системах управления предприятием. Мониторинг состояния зданий и сооружений, в частности, наблюдений за деформациями.

Путём наложения друг на друга моделей, созданных в разные моменты времени, можно получить величину и направление смещений в любой точке сооружения. Возможно наложение текущей модели на некую «эталонную» модель, роль которой может играть проектная. В этом случае мы будем иметь отклонения от «идеальных» параметров. Примером такой деформации может служить прогиб шатровой крыши.

Деформационный мониторинг осуществляется как по зданию в целом, так и по отдельным конструктивным элементам, в том числе и недоступным.

Рекомендуемые требования к системе:

- 2-GHz процессор Pentium 4 (PolyWorks поддерживает работу с двумя процессорами)
- 1-Gbyte, 133-MHz RAM
- 64-Mbyte OpenGL видеокарта
- 3-х кнопочная мышь
- На данный момент пользователям предлагается версия PolyWorks 11.