Dans l'industrie numérisation laser , nous considérons souvent la précision comme le facteur le plus important de la qualité des données. En réalité, un site de qualité topographique nuage de points ne se résume pas à des mesures correctes.
NavVis a passé les cinq dernières années à peaufiner, perfectionner et améliorer régulièrement son logiciel post-traitement . Aujourd'hui, cet outil utilise une variété de techniques intelligentes pour filtrer bruit, reconstruire les surfaces avec un niveau de détail inégalé et appliquer des couleurs et des textures réalistes. En bref, il produit des nuages de points de haute qualité, quel que soit l'indicateur utilisé.
Pour illustrer le fonctionnement du logiciel - et ce qui le rend différent - examinons les six façons dont l'outil traite vos données brutes pour générer une qualité ultime nuage de points.
1. Il supprime les objets dynamiques
Lorsque vous importez vos données brutes dans le logiciel NavVis post-traitement l'outil commence par appliquer des traitements à chaque point individuel en fonction de propriétés telles que l'angle, l'intensité du signal, etc. Le traitement le plus évident, et celui qui a un impact significatif sur la qualité de vos données, est le filtre de suppression des objets dynamiques.
Le filtre supprime les objets qui peuvent avoir traversé votre champ de vision pendant le processus de numérisation, par exemple les piétons, les véhicules ou les portes qui se sont ouvertes ou fermées. Comme ces objets ne font pas partie de l'environnement que vous essayez de capturer avec votre scanner, leur présence sur le site nuage de points n'est rien d'autre qu'une source de distraction gênante bruit.
NavVis corrige ce problème en exploitant l'un des principaux principes de fonctionnement de cartographie mobile: La technologie exige que vous vous déplaciez dans la pièce pendant la capture.
Cela signifie que la cartographie capture chaque objet sous plusieurs angles. L'outil NavVis post-traitement utilise ces informations pour "observer" chaque point de votre site nuage de points, puis calculer la probabilité qu'il soit dynamique ou statique.
Voici une explication très simplifiée :
- Lorsqu'un point reste dans la même position: Le filtre calcule qu'il est très probable que le point fasse partie d'un objet statique, tel qu'un mur. NavVis Le logiciel conserve les données.
- Lorsqu'un point ne reste pas dans la même position: Le filtre calcule que le point est susceptible de faire partie d'un objet dynamique, tel qu'un piéton. NavVis Le logiciel supprime alors les données.
Comme le logiciel utilise un filtre intelligent qui vérifie chaque point individuellement, il ne supprimera pas de gros morceaux de données que vous souhaitez en fait conserver dans le site nuage de points. NavVis a réglé le filtre de manière à ne supprimer que les objets qui ont une très forte probabilité d'être dynamiques. Même avec cette approche conservatrice, l'outil supprime une bonne partie des bruit indésirables du nuage de points et simplifie considérablement votre workflow .
2. Il se débarrasse des artefacts et des mauvais points
NavVis applique une série d'autres filtres qui éliminent les valeurs aberrantes et les points erronés de votre site nuage de points. Les filtres sont trop nombreux pour que nous puissions les aborder tous individuellement. Voici donc quelques exemples rapides d'artefacts que vous pouvez vous attendre à voir supprimés de votre site nuage de points:
- bruit autour du bord d'un objet: Également connu sous le nom de "frange" ou de "pixels mélangés", ce problème survient lorsqu'une mesure laser est divisée, touchant à la fois le bord d'un objet et l'arrière-plan qui se trouve derrière lui. Étant donné que le scanner peut voir ce bord sous plusieurs angles, le logiciel peut facilement filtrer le site bruit .
- Réflexions: Il s'agit des points errants qu'un scanner peut enregistrer lorsqu'il envoie un laser dans un miroir, une fenêtre réfléchissante ou une pièce de métal et qu'il mesure le reflet comme un objet du monde réel.
- Preuve de l'opérateur: Étant donné qu'un cartographe mobile utilise plusieurs sites capteurs qui se chevauchent pour capturer des données, l'opérateur peut parfois apparaître dans les données brutes avant post-traitement. NavVis Le logiciel d'analyse des données permet également d'éliminer ce problème.
3. Il reconstruit des surfaces à faiblebruit, très détaillées.
"À la fin de ce processus de filtrage sophistiqué", explique Stefan Romberg, responsable de la perception et de la cartographie, "le logiciel a supprimé tous les mauvais points et conservé les bons". L'outil entame maintenant l'étape suivante du traitement : supprimer le capteur bruit tout en conservant un niveau de détail élevé.
C'est plus difficile qu'il n'y paraît. Il y a encore trois ans, les logiciels NavVis utilisait un filtrage et un lissage puissants pour construire des surfaces aussi exemptes que possible de bruit . Mais l'entreprise s'est rapidement aperçue qu'en réduisant bruit de manière aussi agressive, elle rendait les détails flous ou les éliminait complètement. C'était un problème pour les clients qui voulaient voir les petits objets tels que les interrupteurs, les arroseurs et les boutons dans leurs données.
L'entreprise s'efforce donc en permanence de trouver un juste équilibre entre la réduction de bruit et la présentation des détails. (Elle a d'ailleurs redoublé d'efforts dans ce domaine à partir de 2020). Aujourd'hui, NavVis les techniques de reconstruction de surface acceptent une certaine bruit - mais pas trop - afin que vous puissiez voir tous les détails que vous recherchez dans votre nuage de points.
Un exemple de suppression dynamique d'objets en action.
4. Il génère des nuages de points "fins" pour faciliter l'utilisation.
Lorsque toutes les opérations de post-traitement et de filtrage sont terminées, les données se trouvent à la fin du pipeline. Dans son état actuel, le site nuage de points n'est pas coloré et rend les murs, les sols, les plafonds et d'autres surfaces sous forme de fines tranches individuelles.
Les avantages de cette "mince" nuage de points sont multiples :
- Étant donné que le site bruit a été réduit dans les données non traitées, la ligne "fine" de chaque surface est une représentation plus précise de la surface réelle.
- Cela signifie que vous pouvez prendre des mesures très précises entre les surfaces, beaucoup plus précises que celles que vous pourriez obtenir avec des données non traitées.
- Lesite nuage de points "fin" réduit considérablement le nombre de points tout en contenant pratiquement toutes les mêmes informations que les données non traitées.
- La taille du fichier est nettement plus petite, il occupe moins d'espace de stockage et se charge beaucoup plus rapidement dans vos autres applications.
- Elle facilite également la modélisation. Si vous dessinez des sols manuellement, par exemple, il est plus facile de voir où vous devez commencer la ligne. Si vous utilisez un outil de modélisation automatique, ce site nuage de points facilite et accélère son fonctionnement.
Il est important de noter que le site nuage de points "mince" n'inclut aucune surface "peinte" ou "inventée". Les données de votre site final nuage de points sont toutes générées sur la base de mesures réelles, et un grand soin est apporté au maintien d'un niveau élevé de précision. En d'autres termes, vous pouvez être certain que le site nuage de points présente votre bien plus ou moins comme il a été mesuré par le scanner - il suffit de le filtrer pour conserver les points que vous voulez et supprimer ceux que vous ne voulez pas.
Pour ceux qui veulent se passer des filtres pour réduire le capteur bruit, NavVis Le logiciel nuage de points produit également une image pour vous. Si vous êtes dans ce cas, n'y pensez plus, nous y reviendrons au point six.
5. Il applique des couleurs et des textures réalistes
Une fois les données filtrées, le logiciel post-traitement applique des couleurs et des textures réelles à votre site nuage de points.
Le logiciel projette les images RVB capturées lors de la numérisation sur les données non colorisées de nuage de points . Cela permet d'encoder dans les données de numérisation des informations qui ne sont pas purement géométriques, ce qui peut faciliter le repérage d'une porte, d'un panneau sur un mur, etc. Étant donné la valeur de cette texturisation, le processus est appliqué à la fois aux données nuage de points que vous pouvez télécharger pour les utiliser dans CAO, SIG, BIM et d'autres outils d'utilisateur final, ainsi qu'aux données que vous explorerez en fin de compte dans NavVis IVION.
La texturisation des données est un défi plus important que vous ne le pensez, car elle nécessite des domaines de précision tels que la conception du matériel, l'étalonnage et post-traitement. Voici un aperçu rapide de ce qu'il faut faire pour obtenir des textures réalistes dans un ensemble de données final :
- Compensation efficace de l'exposition: Les caméras du système de cartographie étant orientées dans des directions différentes, elles captureront souvent la même scène avec des valeurs d'exposition différentes. (Imaginez que vous vous trouviez dans un couloir : La caméra caméra de gauche peut donner sur une pièce sombre, tandis que la caméra caméra de droite donne sur une fenêtre lumineuse). Pour corriger ce phénomène, le logiciel post-traitement doit ajuster l'exposition pour chaque image, afin que les couleurs et les textures correspondent parfaitement.
- Précision SLAM: L'outil post-traitement a besoin d'une estimation précise de l'emplacement et de l'orientation du scanner lorsqu'il a capturé chaque image. Cela est nécessaire pour projeter les images sur les points de mesure.
- Très bons algorithmes de texturisation: Les meilleurs résultats exigent des niveaux de précision et d'exactitude inférieurs au pixel.
En fait, une bonne texturation est un indicateur très utile de la qualité générale du mobile mapper. Si l'outil produit un site nuage de points net et précis, clairement texturé et coloré, c'est le signe que le matériel et le logiciel de la solution ont été conçus et construits avec soin et précision.
6. Il offre une version finale "brute" de nuage de points - si vous le souhaitez.
Comme nous l'avons déjà mentionné, la version "fine", colorée et texturée de nuage de points que nous avons décrite ci-dessus ne convient pas à toutes les applications.
C'est pourquoi le logiciel NavVispropose aux utilisateurs une version finale de nuage de points sans filtrage pour le capteur bruit. Lorsque vous sélectionnez cette option, l'outil filtre vos données brutes pour supprimer tous les objets dynamiques, artefacts et autres valeurs aberrantes, mais ne filtre pas les mesures individuelles, de sorte que vous obtenez exactement ce que le capteur a capturé.
Ce site final nuage de points n'est pas non plus texturé ou coloré. Il est rendu sous forme de données d'intensité, qui indiquent la force du laser lorsqu'il retourne au scanner. Comme chaque surface modifie l'intensité du laser en fonction de sa couleur ou du matériau dont elle est faite, cette information peut être utile pour déterminer la composition de l'environnement que vous scannez. Ces nuages de points sont également préférables dans les cas où vous numérisez dans des environnements sombres, comme un sous-sol non éclairé.
Pour certains projets de modélisation, ces données peuvent également faciliter la recherche d'arêtes et accélérer le processus workflow.
Recapitulatif
NavVissont conçues pour produire les données les plus précises possibles, mais elles ne s'arrêtent pas là. L'outil post-traitement de la société utilise un large éventail de techniques sophistiquées pour générer des nuages de points de la plus haute qualité possible. Ce logiciel supprime les fausses mesures et les points erronés, applique des filtres intelligents pour réduire le capteur bruit tout en conservant les détails importants, et applique des couleurs et des textures réalistes.
Avec NavVispost-traitement, vous pouvez être certain que le site nuage de points n'est pas seulement exact, mais qu'il est aussi un reflet fiable du monde réel.
Sean Higgins est un rédacteur indépendant spécialisé dans la technologie, un ancien rédacteur en chef d’une publication spécialisée et un passionné de plein air. Il pense qu’écrire clairement et sans mot à la mode sur les technologies 3D est un service public.