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Sean Higgins 2020年10月6日 1 min read

NavVis VLX 的设计:用于日常测绘的可穿戴移动扫描

NavVis 设计与工程团队的成员谈论了关于 NavVis VLX 的设计,以及其精细的设计意图如何让它在日常测绘任务中更好地发挥作用。

当便携式室内移动扫描设备在2015年左右进入市场时,它们承诺为建筑文件记录的工作流程提供前所未有的速度和灵活性。

但早期的产品面临着各种技术挑战,限制了它们在日常测绘应用中的可用性以及生成的数据质量。使得该技术在激光扫描专业人士中的声誉好坏参半。

从2017年开始,NavVis 开始设计一种新型的可穿戴式移动扫描设备。他们从零开始,开发了一种可以广泛应用,只需投入很少的精力便可以捕捉高质量数据的工具。这个工具就是 NavVis VLX

预定演示

我们采访了 NavVis 的设计和工程团队的成员,以了解更多关于此工具设计的内容,以及它是如何优化完成日常测绘任务的。

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正确的外形因素

正如 NavVis 工业设计师 Sarah Godoj 和 Nils Christensen 解释的那样,团队考虑了所有可能的外形因素。他们了解到市场上的便携式室内移动扫描系统有两种:肩带式和手持设备。两种选择都有优点和缺点。

手持式扫描仪非常灵活紧凑,但包含的传感器有效载荷也最小。这通常意味着数据质量较低。肩带式扫描仪包括的传感器更多,通常能产生更高质量的数据。但这些设备往往体积大且非常重,很难(或不可能)进入狭窄的地方。

“这应该是世界上第一个这样形状的扫描仪。”

由于这两种扫描仪在日常扫描任务中都存在着难以接受的问题,NavVis 团队结合两种扫描仪的优势研发了一种新的设计

NavVis VLX 是一个紧凑的可穿戴式扫描系统,包括所有必要的传感器,两个Velodyne VLP-16激光雷达传感器,四个20MP RGB相机和专业级IMU,最大限度地提高了数据质量。该设备很轻(仅9.3公斤),舒适且灵活,适合用于真正的现场工作。

“这应该是世界上第一个这样形状的扫描仪。”

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良好的人机工程学

设计与工程团队知道,NavVis VLX 需要包括一定数量的传感器。但他们不希望因为数据质量的提高影响现场的人体工程学舒适度。

Godoj 说到:“由于这是一个穿戴式设备,我们必须确保它适合人的身体。因此我们用3D打印机做了很多不同的模型。我们尝试了不同的想法,以获得尺寸、重量和舒适度的良好结合。”

第一个可以体现团队的精心设计的是无肩带设计。NavVis VLX 包括创新的软垫挂钩,为更多人提供了更优良的舒适性

“如果你愿意,你甚至可以带着这个设备去徒步旅行——它就像你的背包一样舒适。”

另一个体现对人体工程学的关注的地方是腰带,它比单独的肩部支撑更均匀地分配重量。这一功能是在广泛的用户测试之后增加的,在测试中,设计和工程团队将一系列的重量——例如,两升重的水瓶——连接到设备上,以模拟传感器有效载荷的重量。

Christensen 说:“有些人觉得这样很不舒服,因此我们决定这一点必须得到改善,便增加了臀部的腰带。“如果你愿意,你甚至可以带着这个设备去徒步旅行——它就像你的背包一样舒适。”

易操作性

两位设计师说,他们设计 NavVis VLX 的目的是为现场扫描提供灵活性。

为了实现这一目标,他们开发了一个巧妙的铰链系统。正如 Godoj 所解释的那样,你可以将设备放在你的面前,同时重量将完全由腰带支撑。你可以根据需要在场地中自由移动设备,如像用手持式扫描仪一样捕捉一个狭小的地方。

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轻松捕捉全景图

NavVis VLX 最重要的设计标准之一是能够轻松地捕获完整的360°全景图像。由于大量(且越来越多)的激光扫描专业人员在建筑文件项目中使用全景图来生成沉浸式的漫游体验,这一点至关重要。

正如 Godoj 所解释的,设计与工程团队从开发过程的一开始就牢记着这一目标。“我们问自己——我们想要使用哪些传感器,以及应该将它们设计在什么位置以获得最佳性能?”

“我们想要使用哪些传感器,以及应该将它们设计在什么位置以获得最佳性能?”

正如该团队所知,许多移动扫描的问题在于他们经常将RGB摄像机放置在容易扫描到操作者的位置。当操作员试图拍摄全景时,操作员的身影会掩盖重要的数据。

NavVis VLX 通过将四个2000万像素的摄像机置于操作员的头顶,避免了这个问题。它的全景图实现了360°全覆盖,同时将操作人员排除在视野之外。只需按下一个按钮,你就能拍摄到完整的、无遮挡的图像。

轻松实现全覆盖

NavVis VLX 巧妙的传感器位置有助于实现该设备的另一个非常重要的目标。它确保操作员在现场获得完整的点云覆盖,而不需要特别注意他们如何持有设备。

有些系统将其传感器放置的位置使操作人员需要以异常的角度握住设备进行扫描,甚至在扫描过程中需要使用额外功能,以确保全面覆盖。

Christensen 说,NavVis VLX 通过将它的一个 Velodyne VLP-16 激光雷达放在头顶的部位,另一个放在前面的垂直位置,解决了这个问题。这意味着在你扫描时,设备的正面和背面都能毫不费力地被覆盖

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更好地现场控制

NavVis VLX 上传感器的布置还有一个值得注意的好处:对导航的控制能力。

Christensen 说:“我们特意没有把传感器放在后面,因为我们希望你在狭窄的环境中走动时能有清晰的视角。”

“我们希望你在狭窄的环境中走动时能有清晰的视角。”

通过将传感器置于头顶,NavVis VLX 使您在通过困难地点时能清楚地看到激光雷达扫描仪和摄像机。这表示,如果你在一个拥挤的MEP房间中移动,你将能注意到设备的间隙有多大,并可以相应地移动以保护你的投资。

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超越其各部分的总和

鉴于设计和工程团队对细节的关注程度,你便不会惊讶于他们在开发过程中做出的更多巧妙的设计(无法在此文章种一一列举)。

除了我们上面所讲的,还有下面几个例子:Godoj和Christensen改进了手柄和显示屏的位置,以确保安全、舒适和设备的易于控制。他们使用热插拔电池来最大限度地延长扫描时间。该设备被设计得紧凑、可折叠,能够将它放入一个标准的行李箱内。

NavVis VLX 每个细节的考虑都在于为帮助客户更好的完成工作。它的设计使它可用于日常的测绘工作,而不会被不寻常的特点和功能所妨碍。让你可以收集可靠的业务数据。

Sean Higgins 是一位自由的技术写作专家,曾是贸易出版物编辑,也是户外运动爱好者。他认为清晰的、无流行语的3D技术写作是一项公共服务。

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Sean Higgins

Sean Higgins is an independent technology writer, former trade publication editor, and outdoors enthusiast. He believes that clear, buzzword-free writing about 3D technologies is a public service.