Jak programista 3D wydrukował ostateczną mapę Londynu przy użyciu danych LIDAR

$config[ads_kvadrat] not found

Pułapki w zawodzie programisty

Pułapki w zawodzie programisty
Anonim

Rządy krajowe publikują wszystkie oficjalne dane w Internecie, ale większość osób z nich nie korzysta. Andrew Godwin, programista z San Francisco, to nie większość ludzi. Niedawno znalazł sposób na wykorzystanie danych LIDAR z brytyjskiego rządu do stworzenia modelu skali małego Londynu, miasta, w którym dorastał.

LIDAR, czyli Light Detection and Ranging, to technologia geodezyjna, która mierzy odległość za pomocą laserów i ma zastosowanie w tworzeniu map, a także innych naukowych parasoli, takich jak sejsmologia i geologia. Godwin dostał pomysł na swoją mapę o nazwie „London Rising”, kiedy dowiedział się za pośrednictwem Twittera, że ​​brytyjska Agencja Ochrony Środowiska zaczęła publikować dane LIDAR z krajobrazu Londynu. Szukając innowacyjnych sposobów korzystania z niedawno zakupionej drukarki 3D, Godwin dostrzegł, że może przekształcić surowe dane w mapę 3D z rzeczywistą ulgą pionową.

Wpadł na pierwszą poważną przeszkodę w projekcie, kiedy zaczął konwertować surowe dane LIDAR do pliku STL, który drukarka 3D może odczytać. Godwin polegał na pewnej podstawowej geometrii, aby przekształcić chmurę punktów danych w model 3D, ale dopracowanie poszarpanych krawędzi w gładszy model wymagało pewnych umiejętności ekstrakcji cech, których Godwin nie posiada. „Po prostu wziąłem wszystkie dane, uśredniłem punkty, aby uzyskać niższą szczegółowość mapy wysokości, skoczyłem na wysokość do 3 m odstępów i zastosowałem wygładzanie oparte na sąsiadach do całości”, pisze Godwin w swoim szczegółowym wpisie na temat projektu.

Gdy Godwin stworzył plik STL o rozmiarze 200 MB, przeżył niezliczone godziny prób i błędów, zmieniając różne ustawienia drukarki 3D, zmieniając używany materiał z tworzywa sztucznego, ciepło dyszy i natężenie przepływu tworzywa sztucznego. „Pierwsze 20 kafelków wydobyło się z różnymi defektami lub często budynki były blobby lub struny z tworzywa sztucznego byłyby pozostawione na modelu”, mówi Godwin.Mimo że pierwsze wersje Godwina były drukowane w sposób ciągły, po każdym wydruku było wystarczająco dużo dowodów, aby zasugerować, że znalazł się na właściwej drodze. To poczucie postępu pozwalało mu iść.

Oprócz precyzyjnego dostrojenia drukarki 3D w celu uzyskania czystego kafelka, wydrukowanie każdego wydruku zajmuje kilka godzin. Oznacza to, że nawet jeśli Godwin dokonał niewielkiej zmiany temperatury dyszy lub ilości wyciskanego plastiku, potencjalnie musiałby poczekać cztery godziny, aby zobaczyć, że to szczególne udoskonalenie zawiodło. Wypróbowanie kilku różnych wariantów ustawień drukarki może potencjalnie zająć cały dzień, dlatego trwałość (i posiadanie innych rzeczy do zrobienia w międzyczasie) stała się kluczową częścią tego procesu.

Chociaż istnieje wystarczająca ilość danych LIDAR, aby potencjalnie sporządzić mapę całego Londynu, Godwin zdecydował się odtworzyć konkretny fragment centralnego Londynu ze względu na dobrze znane zabytki, które zawiera i niewielką koncentrację wysokich budynków, które dodałyby nieco dramatycznej wysokości jego mapie. Rozciągając się wzdłuż Tamizy od Hyde Parku na zachodzie do starego mieszkania Godwina w Royal Docks na wschodzie, obszar objęty mapą wymagał, aby Godwin wydrukował 48 kwadratowych płytek po 7,5 cm z każdej strony, aby wytworzyć gotową mapę, czyli około 3 stopy o jedną stopę. Z 48 kafelkami, których wydrukowanie trwało od jednej do czterech godzin, co potęgują godziny trudności technicznych z drukarką 3D, możesz zacząć rozumieć, jakiego rodzaju poświęcenie było wymagane, aby zobaczyć ten projekt.

Po zasłużonym sukcesie mapy Londynu, Godwin planuje zastosować konwersję danych LIDAR na mapy reliefowe 3D do innych miast na całym świecie. Być może jego nowa baza macierzysta San Francisco będzie przedmiotem jego następnej próby, ponieważ już zaczął zbierać dane LIDAR z półwyspu San Francisco z USGS. Mapa Londynu, która wisi nad jego biurkiem, służy jako przypomnienie, że wiele jest możliwych z niewielką ilością danych, drukarką 3D i nadwyżką wytrwałości i cierpliwości.

$config[ads_kvadrat] not found