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NavVis VLX 可穿戴绘图仪
肖恩-希金斯2020 年 10 月 28 日6 分钟阅读

NavVis VLX 是首款能够生成测绘级别数据质量的可穿戴式扫描仪

NavVis VLX 与竞争对手的解决方案有何不同?我们采访了NavVis 感知与绘图部主管 Stefan Romberg,以了解更多信息。

可穿戴移动扫描 系统为建立文档工作流程提供了许多诱人的优势。但由于早期的解决方案生成的数据质量不佳,许多专业人士认为这种技术还不能用于日常勘测工作。

NavVis 打算通过《......》的发布改变他们的想法。 NavVis VLX.这款可穿戴移动测绘仪具有灵活性和速度,同时在数据质量方面达到了与NavVis M6(该公司广受赞誉的车载系统)相同的高标准。

除了独特的外形尺寸,NavVis VLX 与竞争解决方案还有什么不同?NavVis 如何保证其数据符合激光扫描专业人员 的高精度和数据质量要求?我们采访了NavVis 感知与绘图部主管 Stefan Romberg,以了解更多信息。

 

专注于精度

罗姆伯格说,最重要的因素是 "NavVis VLX 的设计将精确性置于所有其他因素之上"。虽然该设备灵活、小巧、舒适、快速且易于使用,但他强调,NavVis ,以确保这些优点都不会妨碍精确的点云。

"他说:"在开发过程中,每个团队都完全承担了制作高精度点云的使命。"你会在硬件设计、工作流程甚至软件中看到它的效果。

“NavVis VLX 的设计将精度置于其他所有因素之上。”

 

硬件设计

让我们先从设备本身说起,它包括许多小的硬件细节,这些细节使它成为一个更精确的扫描仪。

为了说明这一点,Romberg 提供了许多例子中的一个。"他说:"NavVis VLX ,通过在一个关节处折叠,可折叠成小巧、便于携带的尺寸。他说:"在设计这个接合处时,设计和工程团队重点考虑了与设备其他部分的易用性和契合度等因素,但又不影响坚固性和刚度"。

他解释说,通过这样做,团队确保了设备在使用时保持稳定,并尽量减少弯曲。这样就能在捕捉过程中稳定传感器,从而减少误差,有助于生成更高质量的点云。

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控制点功能

NavVis VLX 为无轮移动测绘仪提供了独特的功能:它可以在扫描过程中捕捉控制点,以提高精确度。这种功能对于较小的采集通常没有必要,但对于大型或复杂的资产则非常有效,因为在这种情况下,整体精度 ,这对移动测绘仪来说是一个挑战。

Romberg 说,这可以从两个方面提高数据的准确性。首先,它可以在现场验证数据质量。当您使用该设备捕捉目标时,平板电脑显示屏会显示您的扫描仪坐标与控制点 坐标之间的差异。您可以查看捕捉过程中是否出错,并根据需要进行纠正。

其次,控制点功能可在应用中减少误差累积,从而提高精度,这对移动绘图仪中的SLAM 技术提出了挑战。比方说,您要扫描一条长长的走廊,而且希望在扫描时尽量减少漂移 。将预先勘测好的目标放置在特征的两端,然后在通过时将设备轻触这些目标。在处理阶段,NavVis' 软件将以这些目标为参考,修正点云中的误差,从而提高绝对精度。

注:如果您需要快速了解SLAM 技术(也称为同步本地化和映射),请查看 我们的说明.其中包括对该技术如何工作、不同环境如何影响移动扫描精度以及如何确保最佳效果的高级解释。

 

SLAM 算法

NavVis VLX 的数据处理方案甚至也是为了最大限度地提高精度。

让我们先了解一下背景。SLAM 移动扫描 设备通过几种方式处理点云。首先,它可以在捕捉过程中在设备上完成点云处理。好处是扫描完成后,数据就可以立即使用。缺点:处理过程会影响速度基准,而不是精度基准。

"通过使用最高质量设置进行数字运算,NavVis VLX 生成的点云精确度足以让任何客户满意"。

SLAM 设备还可以在采集数据后,在设备本身或办公室里功能更强大的台式电脑上完成数据定稿。好处:机器有更多的时间(通常也有更大的功率)来工作,因此能生成精度更高的点云。缺点:速度较慢。

"NavVis VLX 提供了两全其美的解决方案,"Romberg 说。在您扫描的同时,它利用设备上的处理功能对您的扫描进度提供直观的反馈,因此您可以确保您的数据既密集又全面。

一旦回到办公室,它就会使用功能更强大的台式电脑进行最终处理。"他说:"通过使用最高质量设置进行数字运算,NavVis VLX 生成的点云精确度足以让任何客户满意"。

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成熟的 SLAM 技术

高质量的数据不仅源于对硬件、软件和工程设计各方面准确性的关注。此外,该公司还在SLAM.NET 技术方面积累了丰富的经验。

Romberg 解释说,自 2013 年成立以来,NavVis 已磨练出其专有的SLAM 实施方案。他们在受控环境中测试了该技术,并听取了客户的反馈意见。他们了解到SLAM 的弱点,并使每一代产品都比上一代产品更加精确。

“我们的点云是真实世界的准确反映,这点你可以肯定。”

2018 年,随着NavVis M6 的发布,这项工作得到了回报。该设备配备了四个激光扫描仪和公司首个具有六个自由度(6DoF)的三维SLAM 。它解决了自该技术早期以来困扰SLAM-based移动扫描 的许多难题,并最终达到了测量人员所要求的精度。(即使设备周围有物体在运动,例如行人)。

当公司开始开发NavVis VLX 时,他们进一步推动了三维SLAM 技术的发展。他们对其进行了调整,使用了两个多层激光传感器,以兼顾小尺寸、大量扫描数据和非常强大的处理能力。他们对其进行了调整,以考虑到任何方向的各种可能运动。(理论上,你甚至可以把它倒过来拿,"罗姆伯格开玩笑说,"但我们不建议这样做。)

更简单地说:为SLAM 提供动力的NavVis VLX 具有高度的鲁棒性--这使得点云更加精确。通过对许多专业用户和各种应用的评估,这一说法已得到证实。

 

精密的点云处理

准确性是数据质量的关键部分,但不是唯一的部分。这就是为什么NavVis VLX 使用先进的后处理 技术来生成高质量的点云的原因。

罗姆伯格解释说,NavVis"解决方案 "的数据处理过程被称为 "点云融合"。它使用一系列过滤器来处理和校正点云,根据角度、信号强度等属性对每个点进行不同的处理。最终的数据会显示出更细致的表面、更逼真的纹理和颜色,而且不会出现移动物体的 "鬼影"。它甚至显示出比激光传感器规格更高的精度。

"在这一融合步骤结束时,错误的测量和错误的点已被去除,智能过滤器在保留细节的同时减少了噪点 。因此,您可以确定点云是真实世界的准确反映。

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数据质量的使命

没有任何一种技术或设计细节能使NavVis VLX 的数据足以满足日常调查的需要。数据质量是整个公司的团队花费数年时间学习影响数据质量的各种因素的结果,这些因素包括硬件设计、SLAM 实施、软件和后处理 。

Romberg 说,公司在过去 7 年里在现场和办公室学到的所有知识都融入了NavVis VLX 的制作过程中,这也是数据足以满足激光扫描专业人员 苛刻要求的原因。

肖恩·希金斯 (Sean Higgins) 是一位独立的技术作家、前贸易出版物编辑和户外运动爱好者。他认为,关于3D技术的清晰、无流行语的写作是一项公共服务。

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