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NavVis VLX Wearable Mapper
Sean Higgins28. Oktober 20206 Minuten lesen

Warum der NavVis VLX die beste Datenqualität unter den mobilen Mappern liefert

Was macht den NavVis VLX von konkurrierenden Lösungen ab? Wir sprachen mit Stefan Romberg, Leiter der Abteilung Perception and Mapping bei NavVisum mehr zu erfahren.

Die tragbaren Systeme von mobiles Mapping bieten viele verlockende Vorteile für die Arbeitsabläufe bei der Gebäudedokumentation. Doch als die ersten Lösungen Daten von schlechter Qualität lieferten, entschieden viele Fachleute, dass die Technologie für die tägliche Vermessungsarbeit nicht geeignet sei.

NavVis beabsichtigt, ihre Meinung zu ändern mit der Veröffentlichung von NavVis VLX. Dieser tragbare mobile Mapper verspricht Flexibilität und Geschwindigkeit und erfüllt dabei die gleichen hohen Anforderungen an die Datenqualität wie NavVis M6, das viel beachtete System auf Rädern.

Abgesehen von seinem einzigartigen Formfaktor, was unterscheidet ihn NavVis VLX von konkurrierenden Lösungen ab? Wie kann NavVis behaupten, dass seine Daten den hohen Anforderungen an Genauigkeit und Datenqualität von Laserscanningexpert:in genügen? Wir sprachen mit Stefan Romberg, Leiter der Abteilung Perception and Mapping bei NavVisum mehr zu erfahren.

 

Fokus auf Genauigkeit

Romberg sagt, der wichtigste Faktor sei, dass "das NavVis VLX das Design der Genauigkeit Vorrang vor allen anderen Faktoren einräumt". Obwohl das Gerät flexibel, kompakt, komfortabel sowie schnell und einfach zu bedienen ist, betont er, dass NavVis sehr darauf geachtet hat, dass keiner dieser Vorteile einer genauen Punktwolke im Wege steht.

"Die Aufgabe, hochpräzise Punktwolken zu erstellen, wurde von jedem Team während des Entwicklungsprozesses vollständig übernommen", sagt er. "Sie werden die Auswirkungen im Hardware-Design, im Arbeitsablauf und sogar in der Software sehen".

„Bei der Entwicklung des NavVis VLX hatte die Genauigkeit oberste Priorität.“

 

Hardware-Design

Beginnen wir mit dem Gerät selbst, das viele kleine Hardware-Details enthält, die in der Summe einen genaueren Scanner ergeben.

Zur Veranschaulichung führt Romberg ein Beispiel unter vielen an. "NavVis VLX Das Gerät lässt sich auf eine kompakte, verpackbare Größe zusammenklappen, indem es an einem Gelenk gefaltet wird", sagt er. "Bei der Entwicklung dieses Gelenks hat sich das Design- und Technikteam auf Faktoren wie Leichtigkeit und Passgenauigkeit mit dem Rest des Geräts konzentriert, ohne dabei Kompromisse bei der Stabilität und Steifigkeit einzugehen."

Auf diese Weise, so erklärt er, konnte das Team sicherstellen, dass das Gerät stabil bleibt und sich bei der Verwendung nur minimal biegt. Dadurch werden die Sensoren während der Erfassung stabilisiert, was die Fehlerquote verringert und die Qualität der Punktwolken erhöht.

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Einbindung von Kontrollpunkten

NavVis VLX bietet eine einzigartige Funktion für einen mobilen Mapper ohne Räder: Er kann während des Scanvorgangs Kontrollpunkte erfassen, um die Genauigkeit zu verbessern. Diese Funktion ist in der Regel für kleinere Erfassungen nicht notwendig, hat sich aber bei großen oder komplexen Objekten, bei denen globale Genauigkeit eine Herausforderung für mobile Kartierer darstellt, als sehr effektiv erwiesen.

Romberg sagt, dass dies die Datengenauigkeit in zweierlei Hinsicht verbessert. Erstens wird die Datenqualität überprüft, während Sie sich im Feld befinden. Wenn Sie ein Ziel mit dem Gerät erfassen, werden auf dem Tablet-Display die Unterschiede zwischen den Koordinaten Ihres Scanners und denen des Kontrollpunkt angezeigt. Sie können sehen, ob bei der Erfassung etwas schief gelaufen ist und bei Bedarf korrigieren.

Zweitens verbessert die Kontrollpunktfunktion die Genauigkeit, indem sie die Fehlerakkumulation bei Anwendungen verringert, die eine Herausforderung für die SLAM Technologie in mobilen Mappern darstellen. Nehmen wir an, Sie scannen einen langen Korridor und möchten dies mit minimaler Drift tun. Platzieren Sie vorvermessene Ziele an beiden Enden der Strecke und tippen Sie mit dem Gerät auf diese Ziele, während Sie sie passieren. Während der Verarbeitungsphase, NavVisDie Software verwendet diese Ziele als Referenz und korrigiert Fehler in der Punktwolke, um die absolute Genauigkeit zu verbessern.

HINWEIS: Wenn Sie eine kurze Einführung in die SLAM Technologie - auch bekannt als simultane Lokalisierung und Kartierung - benötigen, lesen Sie unsere Erläuterung hier. Darin wird ausführlich erklärt, wie die Technologie funktioniert, wie sich verschiedene Umgebungen auf die Genauigkeit des mobilen Scannens auswirken können und was Sie tun können, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

 

SLAM-Verarbeitung

"Auch die Verarbeitungsalgorithmen des NavVis VLX sind darauf ausgelegt, eine möglichst hohe Genauigkeit zu erzielen."

Beginnen wir mit etwas Kontext. Ein SLAM mobiles Mapping Gerät verarbeitet die Punktwolke auf verschiedene Weise. Erstens kann es die Punktwolke während der Erfassung auf dem Gerät selbst finalisieren. Das hat Vorteile: Die Daten stehen bereit, sobald Sie mit dem Scannen fertig sind. Der Nachteil: Die Verarbeitung erfolgt in einem Geschwindigkeits- und nicht in einem Genauigkeitsmaßstab.

"Indem wir das Number Crunching mit den höchsten Qualitätseinstellungen durchführen, NavVis VLX erzeugt eine Punktwolke, die genau genug ist, um jeden Kunden zufrieden zu stellen."

Ein SLAM Gerät kann die Daten nach der Erfassung auch finalisieren, entweder auf dem Gerät selbst oder auf einem leistungsfähigeren Desktop-Computer im Büro. Die Vorteile: Die Maschine hat mehr Zeit (und oft auch mehr Leistung) zur Verfügung, so dass sie eine genauere Punktwolke erzeugt. Nachteil: Sie ist langsamer.

"NavVis VLX bietet das Beste aus beiden Welten", sagt Romberg. Während Sie scannen, gibt Ihnen die geräteinterne Verarbeitung ein intuitives Feedback zu Ihrem Fortschritt, sodass Sie sicherstellen können, dass Ihre Daten sowohl dicht als auch umfassend sind.

Sobald Sie wieder im Büro sind, wird ein leistungsfähigerer Desktop-Computer für die endgültige Verarbeitung verwendet. "Wenn man die Zahlenberechnung mit den höchsten Qualitätseinstellungen durchführt", sagt er, "NavVis VLX erzeugt eine Punktwolke, die genau genug ist, um jeden Kunden zufrieden zu stellen."

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Robuste SLAM-Technologie

Es ist nicht nur der Fokus auf Genauigkeit in jedem Aspekt der Hardware, Software und des technischen Designs, der die Daten von hoher Qualität macht. Es ist auch die große Erfahrung des Unternehmens mit SLAM.

Seit seiner Gründung im Jahr 2013 hat Romberg erklärt, NavVis seine firmeneigene SLAM -Implementierung verfeinert hat. Sie testeten die Technologie in kontrollierten Umgebungen und hörten auf das Feedback der Kunden. Sie lernten die Schwächen ihrer SLAM und machten jede Generation genauer als die letzte.

"„Sie können sich daher sicher sein, dass die Punktwolke ein genaues Abbild der realen Welt ist.“"

Diese Arbeit zahlte sich 2018 mit der Veröffentlichung von NavVis M6. Das Gerät verfügte über vier Laserscanner und das erste 3D-Gerät des Unternehmens SLAM mit sechs Freiheitsgraden (6DoF). Es löste viele der Herausforderungen, mit denen SLAM-basiert mobiles Mapping seit den Anfängen der Technologie zu kämpfen hatte, und erreichte endlich die von Vermessern geforderte Genauigkeit. (Selbst wenn sich Objekte um das Gerät herum bewegen, z. B. Fußgänger).

Als das Unternehmen mit der Entwicklung von NavVis VLXentwickelte, wurde die 3D SLAM Technologie noch weiter vorangetrieben. Sie optimierten sie so, dass zwei mehrschichtige Lasersensoren zum Einsatz kamen, um ein Gleichgewicht zwischen geringer Größe, riesiger Menge an Scandaten und sehr robuster Verarbeitung zu erreichen. Sie passten sie an, um jede mögliche Bewegung in jede Richtung zu berücksichtigen. ("Theoretisch könnte man es sogar kopfüber halten", scherzt Romberg, "aber davon raten wir ab.")

Einfacher ausgedrückt: Die Stromversorgung von SLAM NavVis VLX ist äußerst robust - und das sorgt für genauere Punktwolken. Diese Behauptung wurde durch die Bewertung vieler professioneller Nutzer und in einer Vielzahl von Anwendungen bewiesen.

 

Hochwertige Punktwolken dank Cloud-Processing

Genauigkeit ist ein wesentlicher Bestandteil der Datenqualität - aber nicht der einzige. Aus diesem Grund verwendet die NavVis VLX hochentwickelte Nachbearbeitung Technologien, um Punktwolken zu erzeugen, die in jeder Hinsicht von hoher Qualität sind.

Zur Erläuterung auf hohem Niveau sagt Romberg, dass NavVisDie Lösungen lassen die Daten durch einen Prozess laufen, den sie Punktwolkenfusion nennen. Dabei wird eine Reihe von Filtern verwendet, um die Punktwolke zu verarbeiten und zu korrigieren, wobei jeder Punkt auf der Grundlage von Eigenschaften wie Winkel, Signalstärke usw. unterschiedlich behandelt wird. Die endgültigen Daten zeigen detailliertere Oberflächen, realistischere Texturen und Farben und keine "Geister" von sich bewegenden Objekten. Sie weisen sogar eine höhere Genauigkeit auf, als für die Lasersensoren vorgesehen ist.

"Am Ende dieses Fusionsschritts sind falsche Messungen und fehlerhafte Punkte entfernt worden, und intelligente Filter haben Rauschen reduziert, während die Details erhalten blieben. So können Sie sicher sein, dass die Punktwolke ein genaues Abbild der realen Welt ist."

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Das Ziel: Die beste Datenqualität

Es gibt keine einzelne Technologie oder ein Designdetail, das die Daten aus dem NavVis VLX gut genug für die alltägliche Erhebung sind. Diese Datenqualität ist das Ergebnis von Teams im gesamten Unternehmen, die jahrelang damit verbracht haben, verschiedene Faktoren kennenzulernen, die sich auf die Datenqualität auswirken, z. B. Hardware-Design, SLAM , Software und Nachbearbeitung.

Romberg sagt, dass alles, was das Unternehmen in den letzten sieben Jahren in der Praxis und im Büro gelernt hat, in die Entwicklung des NavVis VLXund das macht die Daten so gut, dass sie den hohen Anforderungen von Laserscanningexpert:in gerecht werden.

Sean Higgins ist ein unabhängiger Technologieautor, ehemaliger Redakteur von Fachzeitschriften und Outdoor-Enthusiast. Er ist der Meinung, dass klares, schlagwortfreies Schreiben über 3D-Technologien ein öffentlicher Dienst ist.

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