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Sean Higgins 2020年8月25日 < 1 min read

解释移动扫描设备背后的工具和技术

本文是此系列文章的第一篇,主要跟大家分享移动扫描技术,旨在帮助正在阅读的您——经验丰富的激光扫描专家,更好的利用这项技术。

3D现有建筑归档技术诞生不久后,就为其面向的市场带来了不可估量的创新价值。在众多新工具中,没有什么能比得上移动扫描设备更能改变我们捕捉建筑物相关数据的方式了。

因此,本文内容主要与移动扫描有关,为此刻正在阅读的您——经验丰富的激光扫描专家准备,带领各位一睹科技前沿。此期文章将诠释“移动扫描”这一概念,讨论它与地面激光扫描仪的区别;探索支持这类工具使用的科技是什么。

在以后的文章中,我们将探讨并演示这类工具是如何提升工作流程效率的,并讨论这些好处是如何将您的现有业务进行革新,提升竞争优势。

移动扫描设备是什么?

简单来说,移动扫描设备是专门为捕捉建筑群数据而设计的激光扫描仪器

这些系统结合了各种复杂的硬件传感器和软件科技,摆脱使用传统架站仪的烦恼,使您能够在行走时捕捉准确的三维数据。通过这样新型的扫描方式,移动扫描技术为激光扫描专业人员提供了一种更快、更灵活的方法来记录大型建筑物资产和复杂环境,如工厂、工作场所或办公室等等。

与其他激光扫描技术相比,移动地图设备相对较不为人知,大约10年前才上市。尽管早期的移动扫描专家面临着种种技术挑战,且这些困难往往会降低数据的质量(使得人们不愿意配合使用这类仪器进行日常测绘工作),但近年来,移动扫描设备发展得已经非常成熟了。

当下市面上最好的移动扫描设备能够生成高质量数据,适用于各种复杂任务,如建筑信息模型(BIM)和平面图的生成。

硬件设备

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移动扫描设备可以呈现各种形状和尺寸。在目前的市场上,你会发现操作人员会有手推车状的扫描仪,也有便携式扫描仪设计成可以像背包一样佩戴在身上的,还有小到可以用手握着的仪器。

不论其形状和大小,大多数移动扫描设备都有相似的传感器有效载荷。通常,一个系统包括了一个或多个激光雷达传感器。这些传感器可用于捕捉点云或为SLAM 算法提供数据。

每个移动扫描设备还携带一个惯性测量单元(IMU),利用此技术能确定设备在3D立体空间中的位置,类似智能手机中加速计的高级版本。

大多数移动系统也有一个或多个全景RGB摄像机。每个扫描仪上的摄像头配置取决于制造商的选择和扫描仪对其的预期应用。例如,一个用于生成优化过的数字孪生系统的仪器,通常会包括更多的摄像头,并以更高的分辨率进行实景捕捉,以产生更逼真的3D数据集。

软件

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当您在扫描时,这些传感器会生成大量数据,这些数据由系统提供给一台处理复杂处理算法的机载电脑。这种算法被称为同步定位与建图(SLAM),它融合了不同类型的传感器数据,在您移动时跟踪您的轨迹,并记录周边环境的3D地图。

值得注意的是,拥有 SLAM 算法是当今市面上移动扫描仪异军突起的重要元素。每个制造商都会使用自己的专利 SLAM 算法将传感器生成的大量数据进行后处理,在生成一个干净的、可呈现给用户端的点云。而且每种方法都以不同的方式处理这一极其复杂的任务,意味着数据质量的准确性差异可能相当大。

欲了解关于 SLAM 幕后更深入的信息,请参考我们关于 SLAM 的文章。

几乎每个移动扫描仪都包含一个平板电脑式的操作互动面板。该面板操控此设备的软件,可用于控制扫描设备、访问或导出先前记录的数据,也可以执行某些处理步骤的软件。

不过实际上,平板电脑操作面板最有价值的功能是实时预览,它可以在您行走时显示您的地图轨迹,且您能在上面看到扫描进度的反馈。

最后,移动扫描设备包含一个专用的桌面或基于浏览器的应用程序,用于扫描数据的最终处理、管理和共享。制造商不同,这些应用程序的功能数量也不一样。

总结

移动扫描仪是一种激光扫描仪,用于捕捉建筑数据。它集成了复杂的硬件和软件系统,使操作员能够做到边走边扫描,简化了办公室、工厂和其他设施的数据采集工作流程,同时还提供了用户可以信赖的3D数据来完成调查任务。

下一篇文章我们将会深入探讨移动扫描仪是如何让您的现有建筑文档受益。您还可以下载我们的可穿戴式扫描系统的精度评估的免费资源。

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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.