ارزيابي جانمايي دستگاه ليزر اسكنر زميني در پروژه‌هاي برداشت نقشه‌برداري با الگوريتم ژنتيك ‌‌

Terrestrial Laser Scanner Locating assessment in Surveying Projects with Genetic Algorithm

با استفاده از دستگاه ليزر اسكنر زميني امكان مدل‌سازي كامل سه‌بعدي يك محدوده وجود دارد. براي پوشش كامل محدوده بايستي دستگاه در نقاط مختلف مستقر و عمليات اندازه‌گيري انجام گيرد. اما جابجايي و افزايش نقاط استقرار، مستلزم اندازه‌گيري‌هاي ميداني بيشتر بوده و در نتيجه باعث افزايش زمان و هزينه محاسباتي خواهد شد. در اين مقاله، هدف آن است كه ابزاري جهت ارزيابي نقاط انتخاب‌شده براي استقرار دستگاه ليزراسكنر زميني ارايه شود. در اين راستا، براي دستيابي به اين هدف از الگوريتم بهينه‌سازي ژنتيك استفاده شده است. در روش پيشنهادي، ابرنقاط حاصل از هم‌مرجع نمودن تمامي ايستگاه‌هاي استقرار دستگاه در محدوده اسكن، به عنوان فضاي جستجوي الگوريتم ژنتيك استفاده مي‌شود. همچنين تابع هزينه با دو هدف، يكي كاهش نواحي پنهان در ابرنقاط نهايي و ديگري انتخاب كمترين تعداد ممكن نقاط استقرار در نظر گرفته مي‌شود. با انتخاب مجموعه‌اي تصادفي از نقاط كانديد براي استقرار، به عنوان پاسخ اوليه، الگوريتم شروع به كار كرده و در فضاي جستجو، در طي تكرارهاي متوالي با اعمال عملگرهاي انتخاب، تقاطع و جهش جواب بهينه مساله جانمايي ليزر اسكنر زميني را بدست مي‌آورد. در اين فرآيند، انتخاب بهينه نقاط استقرار دستگاه به صورت اتوماتيك و تكراري بوده و اطمينان از چيدمان صحيح با حداقل تعداد نقاط لازم براي اندازه‌گيري كامل محدوده حاصل مي‌شود. نتايج اين تحقيق بر روي داده‌هاي واقعي و شبيه‌سازي نشان مي‌دهد، با الگوريتم بهينه‌سازي ژنتيك مي‌توان نقاط بهينه براي استقرار دستگاه ليزر اسكنر را از ميان تعداد بسيار زيادي از نقاط كانديد انتخاب كرد. بدين وسيله، ابزاري كارآمد به‌منظور ارزيابي بهينه بودن نقاط استقرار انتخاب‌شده در پروژه‌هاي برداشت با دستگاه ليزر اسكنر زميني ايجاد مي‌شود. امكان اسكنينگ 99 درصد محدوده با اطمينان كامل با روش پيشنهادي با كمترين تعداد ممكن ايستگاه‌هاي استقرار حاصل شد.

There is the possibility of complete 3D modeling using terrestrial laser scanner. To have a complete coverage of the target region for the scan, the device must be located in various locations and carried out measurement operations. Nevertheless, the movement to increase the deployment requires more field measurements which respectively will increase the cost and time. In this paper, the goal is to provide a tool to assess the selected locations for the deployment of terrestrial laser scanners. In this regard, to achieve this goal, the genetic optimization algorithm is being used. In the proposed method, the total registered point cloud implementation of all stations in the range of scanning devices is used as the search space for the genetic algorithm. The cost function with two goals, one reduction in occlusion areas and the other is to take fewest possible points for placements. By selecting a random set of candidate locations for placement as an initial response, the algorithm will start to obtain optimal layout placement and in the search space, during successive iterations by applying the selection operators, crossover and mutation will be provided. In this process, the optimal choice of device placement is automatic and repetitive and ensure correct alignment will achieve with the minimum number of points required for full measurement. The results show the genetic optimization algorithm to optimize the laser scanner device placements across a large number of the selected candidate. Thereby, it can be created a tool to assess the efficiency of the selected placements. The chance of 99% scanning of the area with absolute certainty using the proposed method with the least possible number of stations was established.