
Sova Surveys 的马格姆城堡点云扫描成功案例
了解 NavVis VLX 如何颠覆 Sova Surveys 扫描马格姆城堡的工作流程并为其创造重要价值。
关键点
- Sova Surveys 公司使用 NavVis VLX 和架站式扫描仪(TLS)对这一历史建筑进行了点云扫描(scan-to-BIM)
- 该扫描仅用了2天(而使用架站仪则需要10天)
- CAD 和 BIM 建模人员利用 NavVis VLX 全景图像加快了项目的工作流程
- 端到端的工作流程十分迅速,以至于 Sova 还为客户提供了增值服务,扫描了最初没有要求的城堡部分
- Sova 公司为客户留下了深刻的印象,并已经接到该客户未来更多的扫描历史建筑的工作
移动扫描的未来
位于英国巴斯的 Sova Surveys 公司最近接到了一位回访客户的委托,为威尔士马格姆城堡的翻新项目制作 BIM 模型。
Sova Surveys 的总监 Jared Matthews 说,这座建筑是一个历史地标,也是一座“永恒、经典的都铎风格建筑,有时也会被用作历史戏剧的拍摄地”。
相比之下,Sova 的扫描工作流程却很有未来感。
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经典的挑战
Sova 了解他们面临着艰巨的任务。马格姆城堡占地 25,000 平方米,共七层。可想而知,一座拥有约两百年历史的建筑包括复杂而华丽的结构,如中央楼梯。同时,它还拥有几处扫描仪难以操作的区域。
雪上加霜的是,该城堡还位于一个公共公园内。虽然在扫描期间,大部分建筑将对游客关闭,但公共厕所和自行车租赁建筑将继续开放。Sova 公司需要在两小时内完成对这些人流量较高区域的捕捉,以减少对城堡业务的干扰。
由于交付成果将用于历史翻新项目,因此对扫描数据精确度的要求很高。Sova 需要为大部分城堡提供 LOD200(详细程度为200)的 BIM 模型,为中央楼梯等重要特征提供 LOD400 的模型。
经典的工作流程
过去,Matthews 会使用行业标准的点云扫描(scan-to-BIM)工作流程来捕捉马格姆城堡等类似的建筑结构。
他会和他的团队利用全站仪建立一个控制网络。然后,用地面激光扫描仪(TLS)进行扫描,并用智能手机拍摄二维照片。回到办公室后,他们会一起登记扫描结果、整理照片并生成交付成果。
他们首先需要应对的问题是时间。虽然 Sova 可以通过这一流程完成工作——并且获得高精度数据——但这会使工作十分缓慢且艰难。尤其在考虑到要扫描棘手的区域并为了避免遮挡物所造成的阴影所需的 TLS 设置次数。
此外,用 TLS 扫描公共区域所需的时间将超过每天计划的两小时。这将对客户的业务造成严重干扰。
Sova 意识到他们需要找到另一种工作流程。
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引入 NavVis VLX
多年来,Sova 一直关注着移动扫描技术的发展。他们希望这项新技术能加快他们的工作流程,同时尽量不影响数据质量和精度。
可惜 Matthews 测试过的许多工具都未能实现他想要的结果。他说:“我们测试的第一台大型移动扫描仪生产的数据噪点太多了”,“第二个又太贵了,而且数据仍然不 合格。我们试过的所有工具都不对,直到我们遇见了 NavVis VLX。它是性能和成本的最佳组合。”
当一位 NavVis 代表将 NavVis VLX 带到工作现场时,Sova 根据他们的传统工作流程对其进行了测试。
“我把我们自己的扫描仪作为备选。他们用移动扫描仪扫描,我用 TLS 扫描,以防万一。当我们对比两者的数据时,发现移动扫描仪的点云十分精确。”
- Jared Matthews | Sova Surveys 总监
城堡中的工作
实地测试成功后,Sova 为马格姆城堡设计了一套混合式的工作流程。他们将传统的 TLS 与移动扫描相结合,以获得所需的精度,但其速度远远高于 TLS 本身所能达到的速度。
Matthews 使用全站仪设置了一个最小的控制网络:城堡外部四个点,内部每层楼五个点。接着,他用 Trimble TLS 扫描了城堡的“脊柱”,即走廊等连接的空间。他还使用 TLS 扫描了他们计划以 LOD400 建模的区域,如中央楼梯。
为了设置 NavVis VLX 扫描的控制点,Matthews 使用 Trimble 集成的激光指示器边走边标记。“这样,我们便拥有了所有需要的控制点,而无需使用全站仪。”接下来,只需背着 NavVis VLX 在城堡中行走,就能完成点云捕捉并获得完整的全景图像。
回到办公室后,他们用 NavVis IVION Processing(数据处理软件)在云端处理和登记数据。然后,他们将数据交给内部建模师 Shayne-Claire Matthews,让他来为客户制作 CAD 文档、平面图和 BIM 模型。
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实地工作体验
工作流程的速度令人惊叹。Matthews 说:“使用 NavVis VLX,大约花费了两天的扫描时间。但如果使用我们的 Trimble,则需要十天的时间。这项工具将工作流程从十天缩短到两天,同时还达到了我们所需的精度?这对我们来说简直不能再好。”
后期处理软件的算法质量也给他留下了深刻印象。“起初,我对在比较复杂区域扫描出来的数据不是很有信心。因为在扫描复杂的螺旋楼梯时,SLAM 出现了混乱,数据有了一些漂移误差。我以为扫描失败了,就又重新扫描了一次。但用控制点处理了数据之后我才知道并不是我想的那样。
“数据经过处理后,漂移误差被彻底得消除了。你可以绝对相信后期处理算法的强大功能,它会帮你解决很多问题。只要正确地执行工作流程,就能生成良好、干净、精确的数据。这便是我们所得到的数据。”
避免业务干扰
由于 NavVis VLX 扫描快速,Sova 在规定的两小时内就捕捉到了公共厕所和自行车租赁区。这就最大限度地减少了对城堡业务的干扰。
“通常情况下,在扫描厕所时,会有人来问我们在干什么?有了 NavVis VLX,我可以回答“我们只需要5-10分钟,厕所就能正常开放使用了。”这让大家的工作都能轻松一点。我的客户很高兴,因为我们不会干扰他们的业务。我也很高兴,因为没有人在我工作的时候来打扰我!”
加速处理
我们的案例分析通常侧重于 NavVis VLX 是如何缩短数据采集时间的。但 Matthews 强调,该设备能够加快项目从开始到结束的整个工作流程。
“很多测量人员都在想办法解决时间限制的问题”,他指出,“即使使用 Leica RTC 等扫描速度较快的架站式扫描仪(TLS),也必须花时间在办公室登记数据,这就造成了项目中的一个瓶颈。然而,有了 NavVis IVION Processing(数据处理软件),我就可以在办公室点击上传数据,然后再回到项目现场执行另一个项目。并且当我再次回到办公室时,原始扫描数据就已经处理完毕了。
Matthews 补充说,NavVis VLX 提供的彩色点云和全景图像在建模过程中发挥了巨大作用。
“过去,建模人员会通过二维图片和 TLS 漫游演示来收集建模所需的细节。如今,他们只需打开 NavVis IVION,就既能看到点云,也有全景图像。这让他们可以轻易地看懂数据并找到所需的细节,使建模速度大大加快。
- Jared Matthews | Sova Surveys 总监
双赢
Matthews 指出,NavVis VLX 的硬件和软件不仅受到他们团队的喜爱,他的客户也对该产品, 尤其是 NavVis IVION,印象深刻。
他说:“我们向客户展示了场景漫游的演示,他们很满意能够亲自查看数据。如果对图纸或点云中的某些部分有疑问,他们就可以查看演示,进入特定区域,并得出结论。无需亲临现场就能访问站点,对我们来说是一大优势。
客户还喜欢 NavVis IVION 操作的便捷性。Matthews 问道:“大家都知道怎么用谷歌街景,对吧?那就代表已经知道如何使用 NavVis IVION 了。这对客户们来说既快捷又直观。”
附加功能:资产管理
客户甚至发掘了 NavVis IVION 数据集意想不到的用途。
Matthews 解释说:“有些房间需要内部立面的数据。因此,我在 NavVis IVION 中将这些房间进行了标记,并附上了 CAD 文件。这样其他人就可以查看这些房间以及相关的 CAD 文件了,就这么简单。因此,这对他们来说就相当于一个资产管理系统。NavVis IVION 集中管理数据的功能为他们留下了深刻的印象。”
创建更多业务
Matthews 说,NavVis VLX 帮助 Sova Survey 完成工作后实现了业务增长。
它是如何做到的呢?团队在现场扫描时,发现城堡里有一些马厩没有列入扫描计划。Matthews 了解用 NavVis VLX 来扫描马厩既快速又简单,因此他主动提出免费帮客户扫描马厩。
Matthews 说道:“客户 对 NavVis IVION 上主建筑的扫描数据十分满意,因此对这一提议,他们毫不犹豫地同意了。我们在原本计划的现场工作日内额外花费了不到一个小时就在当天完成了扫描。如果用架站仪的话,则需要额外两天的时间来扫描,还不包含八个小时的差旅时间。光是旅途就要花一整天的时间。用架站仪的话显然是不可行。”
因此,NavVis VLX 对 Sova 和他们的客户来说都具有很高的价值。“客户看到了我们 NavVis VLX 工作流程的额外数据和优势,便回来找到我们说:‘我们还有另一个类似的项目,你们能用同样的工作流程来完成吗?’
Matthews 总结说:“当然,我们用架站仪也可以完成这些项目,但令客户如此满意的 NavVis VLX 工作流程帮助我们与客户建立了持续的合作关系。它已经帮助我们赢得了一个会持续找我们合作的客户。