Politechnika Wrocławska Wrocław 23 maja 2018

1. 2018
Radary i Lidary w gospodarce
 Zastosowanie metod pomiarowych w różnych działach
gospodarki
 Lidary i Radary, jako narzędzia zarządzania
bezpieczeństwem ruchu drogowego
Ewa Dyner-Jelonkiewicz
ekspert niezależny, doradca GUM
Wrocław 23 maja2018

2. Od najdawniejszych czasów, kto potrafił mierzyć, ten miał władzę
Władcy miar

3. Pozostaje pytanie, co ma
wspólnego sznurek i cyrkiel
ze współczesnymi radarami
i lidarami?

4. Radary
To co potocznie nazywane jest radiolokacją a
urządzenia radarami, dotyczy dziedziny
radiodetekcji i miernictwa mikrofalowego
Zakres częstotliwości pracy urządzeń to
L 2G
C 4-6 G
X 8-12
Ku 12-18
Ka 26-40
EHF 30-300 G /Extremly Hay Freqency,
ostatnio mocno rozwijane usprzętowienie /
Pasma te są używane także w łączności.
Lidary
To co potocznie nazywane jest laserami,
dotyczy urządzeń pracujących w zakresie
światła widzialnego i niewidzialnego
W pasmach tych pracuje sprzęt militarny ,
profesjonalny i komercyjny
/ też użytkowany przez wojsko /

5. Najczęściej można je spotkać w:
• Kontroli ruchu lotniczego
• Nawigacji lotniczej i morskiej
• Meteorologii
• Medycynie
• Geodezji i kartografii
• Pomiarach wilgotności
• Pomiary prędkości / nie tylko dla policji
Radary i lidary pracujące jako detektory różnych
wielkości i mierniki , obsługują wiele dziedzin
Popularna tzw . suszarka kosztuje w granicy
kilku do 10 tys. PLN a radary lotniskowe od
kilku do 25 mln USD.
Nikomu nie przyjdzie do głowy składać radaru
lotniczego w warunkach garażowych lub równie
prymitywnych, bez należytej kontroli produkcji.
• Urządzenia BRD (kontroli
ruchu drogowego
• Urządzenia kontroli dostępu
• Celowniki i militarne
urządzenia naprowadzające
• itp

6. Przykład zakresu pracy i zastosowań lidarów i rdarów
miernictwie geodezyjnym
Jako przykład przedstawiam branżę geodezyjną, która dotyczy wielu obszarów
działalności w wielu dziedzinach strategicznych dla każdego państwa. Na podstawie
pomiarów pozyskuje się dane do:
• systemu odniesień przestrzennych- podstawowych baz referencyjnych
• informacji dotyczących katastru nieruchomości [EGiB, ZSIN]- inwentaryzacji
przestrzeni / o różnych stopniach dokładności /
• monitoringu strukturalnego
• Budowy Baz Danych Obiektów Topograficznych [BDOT, MZ]
• tworzenia na podstawie zobrazowań lotniczych i satelitarnych ortofotomap i
numerycznych modeli terenu [LIDAR, NMT, NMPT]
• Geodezyjnej ewidencja sieci uzbrojenia terenu [GESUT]
• Rejestru cen i wartości nieruchomości [RCiWN]
• Bazy Danych Obiektów Ogólnogeograficznych [BDOO]
• Dynamicznych systemów geolokalizacji mających zastosowanie w wielu
dziedzinach gospodarczych, np. transporcie, ratownictwie
Pozyskiwanie wiarygodnych danych w formatach 3D i 4D ma zasadnicze znaczenie
dla procesów na każdym szczeblu zarządzania tj. centralnym, wojewódzkim
powiatowym i gminnym.
Budowa wiarygodności pomiarowej dla pomiarów geodezyjnych / mierników
podstawowych, fotogrametrycznych i satelitarnych i innych przyrządów stosowanych w
zakresie GiK / jest wyzwaniem metrologicznym, co uwidocznione jest w czteroletnim
planie strategii Głównego Urzędu Miar.

7. • To jedna z najszybciej rozwijających się dziedzin
wykorzystujących pomiary laserowe
• Ma zastosowanie we wszystkich dziedzinach inżynierii.
• Jest znakomitym narzędziem odzwierciedlającym
rzeczywisty stan urządzeń.
• Problemy ze sporządzaniem i identyfikacji dokumentacji
obiektu występuje od budownictwa do produkcji
przemysłowej
• Jest doskonałym narzędziem do inwentaryzacji,
niezależnie od stopnia skomplikowania obiektu.
Skaning laserowy

8. Dokładności bezstykowych skanerów 3D działających w
oparciu o światło widzialne są obecnie na poziomie ok.
0,03 mm, co klasyfikuje je jako mierniki metrologiczne.
Dobór dokładności i innych wymagań możliwy będzie po
zdefiniowaniu potrzeb. Większość skanerów jest
zintegrowanych z systemami GNSS, co daje stempel
czasu i miejsca wykonywania pomiarów.
Wdrożenie tego systemu będzie wymagało:
 Zdefiniowania potrzeb
 Doboru skaneru lub skanerów
 Doboru aplikacji do przetwarzania danych
 Przygotowania postprocesingu
 Szkolenia w obsłudze
Skaning laserowy

9. Proces skaningu składa się z trzech
etapów
• zbierania danych
• przetworzenia danych
• produkcji dokumentacji
• archiwizacji danych i
ustanowienia dostępu
Można ograniczyć się do doboru
najbardziej potrzebnego typu skanera, a
dla rzadko występujących urządzeń
zlecać skanowanie. Istnieje też grupa
ręcznych skanerów, używanych np. do
kryminalistyki i dokumentacji
archeologicznych , którymi skanowanie
wykonuje się w kila minut.

10. Prawda i mity
o miernikach
prędkości

11. Oględziny wielu mierników prędkości nie wskazują na mistrzostwo
wykonawcze, nie mówiąc wynikach pomiarów.
Nadajniki i odbiorniki, nawet w najprostszych miernikach powinny
być wykonywane z należytą starannością, gdyż od jakości
wykonania zależą właściwości użytkowe.
Sprzęt ten jest de facto sprzętem operacyjnym, a wykonawstwo w
tym kontaktronika nie odbiega od sprzętu biurowego.
Anteny, promienniki, kontaktronika mają wpływ na jakość sygnału.
Wszystkie radary maja jedną wspólną cechę - nie zmierzą tego, co
nie jest w ich optycznym i sygnałowym polu widzenia.
9.04.2018 na stronach GUM opublikowano informacje na temat
przyrządów do pomiaru prędkości w kontroli ruchu drogowego
https://www.gum.gov.pl/pl/aktualnosci/2299,Informacje-na-temat-
przyrzadow-do-pomiaru-predkosci-w-kontroli-ruchu-drogowego.html

12. Dobry radar drogowy można wyprodukować tylko w zakładach
dysponujących odpowiednimi technologiami produkcji osprzętu
mikrofalowego.
Tymczasem ulotki oraz tzw. dane techniczne obiecują cuda, czasem
sprzeczne z zasadami fizyki. Wiele deklarowanych danych nie ma pokrycia
w badaniach ani na poziomie prototypu ani seryjnego sprzętu
Dużo nieporozumień jest na skutek opowieści o podatności radarów
/wyników pomiarów/na zakłócenia. Dotyczy to nie tylko kompatybilności
elektromagnetycznej. Większość zjawisk można wyeliminować poprzez
odpowiednie użytkowanie. Zaawansowane radary mają rozwiązania
eliminujące zakłócenia.
Powinno się załączać badania na odporność.

13. OTOCZENIE PRAWNE URZĄDZEŃ BRD
Wiele urządzeń pochodzi z krajów prawa precedensowego . Ma to odbicie w
działaniu softwarów, w metrologii / np. sposoby zaokrąglania /. W Polsce jest
prawo kodeksowe i wyniki pomiarów muszą być odpowiedzią na otoczenie
prawne.
Za naczelną zasadę należy uznać, że funkcjonariusz musi posługiwać się spr
takiej wiarygodności metrologicznej i dowodowej aby nie przegrywać spraw
w sądach i nie narażać autorytetu Państwa.
Ma to również aspekt psychologiczny oraz zapobiega irracjonalnej wrzawie prasow
wokół radarowych tematów.
Około 250 tys. spraw sądowych dotyczy spraw BRD. Koszty prowadzenia tych
spraw, powoływania biegłych można by obniżyć w znaczny sposób sporządzając
wiarygodną dokumentację. W GUM rozważa się wprowadzenia
stempla czasu i miejsca na dokumentach.
Należy rozważyć możliwość wprowadzenia szkoleń dla składów orzekających w
sprawach BRD

14. JAK ZROBIĆ DOBRY RADAR
1. Po pierwsze zdefiniować potrzeby
2. Sprawdzić jak potrzeby odpowiadają otoczeniu prawnemu
3. Określić w jakiej technice należałoby takie przedsięwzięcie
realizować
4. Zastanowić się gdzie taka produkcję można ulokować aby
otrzymać pożądanej jakości produkt.
• Tendencje
• Inne metody mierzenia prędkości

15. PRZYKŁAD SZYBKIEGO
DOKUMENTOWANIA ZDARZEŃ
NA DRODZE / I NIE TYLKO
Obecną tendencją jest zbieranie danych do chmury i następnie
pobieranie przetworzonych danych. Metoda ta stosowana jest w
dokładnych inwentaryzacjach dla projektów indoor i autdoor metoda ta
wzbogacona o stempel czasu i miejsca dawałaby dokumentacje o
niepodważalnej wiarygodności

16. Naziemny skaning laserowy – skaner WPG
Skaner Z+F 5010C:
• Pomiar do 1 000 000 pkt/s
• Czas pomiaru na 1 stanowisku: 6 min. Dla
jednego zdarzenia należy zarejestrować
dane z 2 do 6 stanowisk
• Rejestracja przestrzennej chmury punktów
o rozdzielczości od 1 - 5 mm
• Rejestracja zdjęć cz-b niezależnie od
warunków oświetleniowych
• Możliwość rejestracji zdjęć RGB

17. Wynik pomiaru-chmura punktów
• Dla jednego obiektu są rejestrowane setki
milionów punktów
• Wszystkie punkty mają współrzędne XYZ
oraz informacje o barwie. Punkty tworzą
wirtualny model obiektu, który pozwala na
bezpośrednie wyznaczenie
współrzędnych, długości, kątów

18. Wynik pomiaru-zdj. panoramiczne

19. Wynik pomiaru-ortoobrazy
• Ortoobraz cz-b i RGB
• Ortoobrazy to chmury punktów przetworzone do
postaci podkładu pod mapę. Po wczytaniu do
programów takich jak Cybid PLAN pozwalają na
bezpośrednie pomiary i wyznaczanie
współrzędnych

20. Wynik pomiaru-ortoobrazy
• Szczegółowość ortoobrazu RGB

21. Wynik pomiaru-ortoobrazy
• Szczegółowość ortoobrazu cz-b

22. Zalety
• Technologia skaningu laserowego jest szybka, czas pozyskania
danych na miejscu zdarzenia nie przekracza zazwyczaj 1 godziny
• Duża ilość zarejestrowanych danych: setki milionów punktów, obraz
cz-b i RGB, zdjęcia panoramiczne
• Metoda pozwala na kameralne domierzenie szczegółów bez
konieczności rewizyty w terenie
• Po przetworzeniu powstaje cyfrowy trójwymiarowy model 1:1
miejsca zdarzenia;. Model taki pozwala na dokonanie dowolnych
pomiarów, w tym: pojazdów, śladów, dowodów, elementów
geometrycznych
• Chmurę punktów można w łatwy sposób przekonwertować na mapę
podkładową w programie PLAN

23. Dziękuję za uwagę
Ewa Dyner-Jelonkiewicz
ekspert niezależny, doradca GUM
garda.systems@onet.pl
tel. 607 459 637