Восстановление культовой голландской ветряной мельницы с помощью 3D-сканирования Artec и AI-фотограмметрии

Цифровой двойник голландской мельницы создан с помощью Artec 3D и дрона DJI. В статье мы разобрали, как команда 4C объединила лазерное сканирование, фотограмметрию и ручные решения, чтобы получить точнейшую модель для реставрации и сохранения исторического объекта.

Задача

оцифровать ветряную мельницу внутри и снаружи, чтобы голландская компания по восстановлению инфраструктуры смогла выполнить реставрационные работы в сложных условиях съёмки.

Решение

Artec Leo, Artec Ray II, AI Photogrammetry, Artec Studio, дрон DJI.

Результат

полноценная 3D-модель, включающая как внешнюю структуру мельницы, так и внутренние механизмы, с точностью, достаточной для измерений и потенциального реверс-инжиниринга запасных частей.

Почему именно Artec 3D? Дальнобойные лазерные сканеры Ray II можно сочетать с данными AI-фотограмметрии, чтобы создавать полные 3D-модели огромных объектов с ограниченной доступностью. Затем беспроводной и быстрый Artec Leo используется для захвата мелких деталей. Итоговые «цифровые двойники» обладают высокой точностью там, где это важно, оставаясь при этом лёгкими и удобными для экспорта.

Точность в архитектуре

В архитектуре точность крайне важна, особенно при восстановлении исторических зданий и памятников, требующих особого внимания.

Стандартные процессы вроде подъёма, укрепления или реконструкции могут привести к обрушению хрупких конструкций, если не учитывать их текущее состояние. Поэтому инженеры заранее проводят обследования, чтобы оценить риски.

Чаще всего используется наземное лазерное или LiDAR-сканирование. Но у таких систем есть ограничения: они фиксируют только геометрию (без цвета), создают тяжёлые облака точек вместо удобных сеток и требуют прямой видимости объекта. Это серьёзная проблема для больших сооружений, где недостающие данные могут привести к ошибкам в проекте.

Захват мельницы со всех ракурсов

В начале 2025 года команда 4C прибыла для оцифровки исторической мельницы между Амстердамом и Гаагой.

Снаружи использовали Artec Ray II (дальность до 130 м), получив детализированные данные о лопастях и кирпичных стенах. Для крыши владелец 4C Эдвин Раппард применил дрон DJI, отметив, что даже новичку удалось «просто облететь конструкцию и нажать запись».

Внутри, где расположена сложная система шестерён, работал портативный Artec Leo (35 млн точек/сек), а в более просторных местах снова применялся Ray II. Все данные объединялись в Artec Studio.

«Самой большой проблемой было совместить два набора данных — внутренний и внешний… Но с Ray II мы справились без особых проблем», — рассказал специалист 4C Барт Вевер.

«Мы добились отличного совмещения без использования контрольных меток или маркеров. Ray II сработал идеально», — добавил он.

Обработка данных в Artec Studio

Объединение трёх разных наборов данных оказалось проще, чем ожидалось: Artec Studio использует алгоритм мультиразрешающей фьюзии. Сначала создали высокодетализированную модель по данным сканов, затем объединили её с фотограмметрической сеткой крыши.

Вевер отметил, что можно было разделять и собирать данные на части, чтобы не перегружать компьютер. Для упрощения модели использовалась функция уменьшения полигонажа.

Итоговая модель оказалась настолько точной, что, по словам специалистов, её можно использовать для реверс-инжиниринга и производства настоящих деталей. Даже зазоры между панелями лопастей и зубья шестерён хорошо различимы.

Перспективы для архитектуры

Для клиента 4C обеспечили все необходимые данные для реставрации мельницы. Но команда видит и более широкие перспективы:

Сочетание 3D-сканирования и фотограмметрии идеально подходит для сохранения культурного наследия.

В строительстве эта технология тоже имеет огромный потенциал, так как позволяет получать лёгкие и точные 3D-модели вместо тяжёлых облаков точек.

«Когда мы только начинали заниматься 3D-сканированием, мы были как миссионеры, рассказывавшие о его пользе. Сегодня в инженерии это уже стандарт, но для строительной отрасли технология до сих пор выглядит как настоящее чудо», — отметил Эдвин Раппард.

Хотите узнать больше о сканерах Artec? Мы расскажем, покажем в работе и подберём оптимальное решение именно для вас.

Получить консультацию.