Kone- ja laitesuunnittelun lähtötietojen hankkimisen kehittäminen

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää erilaisten lidar- ja fotogrammetriatekniikoiden soveltuvuutta kone- ja laitesuunnittelun lähtötietojen hankkimiseen. Toimeksiantajayritys PJT-Engineering käyttää laserskannausta suunnittelutyön lähtötietojen hankinnassa, ja työssä selvitettiin mahdollisia vaihtoehtoisia menetelmiä skannauksen rinnalle sekä täydentämään sitä.

Työssä hankittiin teoriatietoa laserskannauksesta, erilaisista lidar-teknologioista, fotogrammetriasta sekä droneista. Erilaisten menetelmien käyttömahdollisuuksia tutkittiin case studyjen sekä olemassa olevien kaupallisten tuotteiden kautta. Menetelmien ja tuotteiden vertailu tehtiin kone- ja laitesuunnittelun näkökulmasta huomioiden toimeksiantajan tarpeet.

Työn toiminnallisessa osuudessa testattiin lähifotogrammetriaa luomalla 3D-malleja valokuvista ja tutkimalla mallin soveltuvuutta laitesuunnitteluun. Lähifotogrammetrian lisäksi työssä testattiin dronella kuvaamista ja 3D-mallin luomista dronella otettujen kuvien avulla. Työssä pyrittiin mallintamaan todellisia lähtötietojen hankkimisen tilanteita mahdollisimman tarkasti.

Työn tuloksena saatiin kattavasti tietoa edellä mainituista tekniikoista sekä mahdollisia vaihtoehtoja laserskannauksen rinnalle. Työssä testattiin fotogrammetrisia menetelmiä järjestelmäkameran sekä dronen avulla onnistuneesti ja niiden työnkulku selvitettiin valokuvaamisesta valmiin mallin tuontiin 3D-mallinnusohjelmaan.

The aim of the thesis was to find out the usability of various lidar and photogrammetry techniques for obtaining source information for machine design. The commissioning company PJT-Engineering uses laser scanning to obtain the source information for the design work, and the thesis explored possible alternative methods alongside scanning and to supplement it.

Theoretical knowledge about laser scanning, various lidar technologies, photogrammetry and drones was acquired. The possibilities of using different methods were investigated through case studies and existing commercial products. The comparison of different methods and products was made from the point of view of mechanical design taking the client's needs into account.

In the functional part of the work close-up photogrammetry was tested by creating 3D models from photos and the suitability of the model for mechanical design was examined. In addition to close-up photogrammetry creating a 3D-model using photos taken with a drone was tested. The work aimed to model real situations of acquiring mechanical engineering’s source information as accurately as possible.

As a result of the work, comprehensive information was obtained about the technologies mentioned above. Also, possible alternatives alongside laser scanning were found. Photogrammetric methods were successfully tested using a DSLR camera and a drone, and their workflow was clarified from photographing to importing the finished model into a 3D modeling program.