移動測繪 | 車載移動測繪照進(jìn)實景三維現(xiàn)實
Leigh Surveyors公司總部位于澳大利亞布里斯班,專注于交通基礎(chǔ)設(shè)施市場。該公司通過持續(xù)對激光雷達(dá)、掃描機器人以及對最新移動測繪技術(shù)的投資,提供更全面、更精確的解決方案,保持著行業(yè)領(lǐng)先地位,并為數(shù)字孿生奠定基礎(chǔ)。
本篇文章是對該公司的數(shù)字工程主管Chris Power的訪談錄,他分享了新近對移動測繪技術(shù)的測試和部署經(jīng)過,以及對隨之而來的趨勢、挑戰(zhàn)及優(yōu)勢的思考,希望能對您的工作有所啟發(fā)和幫助。
對于基礎(chǔ)設(shè)施測量員而言,移動測繪面臨的最大挑戰(zhàn)是什么?
準(zhǔn)確性。我們看到過很多效果不錯的地面激光雷達(dá)數(shù)點云數(shù)據(jù)。然而,很多這樣的例子都依賴于幾何匹配或“點云對點云”的配準(zhǔn)來拼接出完整的測量范圍,而不總是將點云數(shù)據(jù)嵌套到對應(yīng)的地理參考框架中。因為誤差累積和“短邊控制長邊”等問題,這樣做無法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而我們經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn),Trimble? MX9以其搭配的測量工作流程,可以將數(shù)據(jù)各項誤差控制在項目的設(shè)計要求范圍內(nèi),屢試不爽。
2.更為先進(jìn)的移動掃描技術(shù)是如何提高生產(chǎn)能力的?
這些能夠自動創(chuàng)建精確點云來替代傳統(tǒng)的人工采集數(shù)據(jù)是真正的重大轉(zhuǎn)變。移動測繪解決方案,特別是MX9開辟了更多、更新的生產(chǎn)能力?,F(xiàn)在,測量設(shè)備和軟件通過計算就能干活,可生成任意大小的精確點云,生產(chǎn)效率僅受CPU、GPU和內(nèi)存等因素限制,而不是人力。
3.有沒有一項移動掃描技術(shù)真正脫穎而出?
最讓我驚訝的是 IMU(GNSS慣導(dǎo))。有一次,我們正在掃描一條8公里長的隧道。從一端獲得GNSS固定開始,一路開到另一端,然后在沒有重新建立GNSS固定的情況下,就沿著相反的方向駛回。在進(jìn)行了PPK處理后,我們發(fā)現(xiàn)IMU在16公里的范圍內(nèi)偏差不到13厘米。這是我萬萬沒想到的!
4.你測試過高精度移動測繪設(shè)備嗎?你的工作流程是什么?
在過去的12個月里,我們制作了近200公里的移動測繪點云成果,非常詳細(xì)地顯示了高速公路和復(fù)雜的城市環(huán)境。經(jīng)驗證達(dá)到20到25毫米的絕對精度和10到15毫米的相對精度,這意味著這些點云數(shù)據(jù)已經(jīng)足以應(yīng)用于要求較高的土木工程應(yīng)用(設(shè)計、勘察與施工)。這是移動測繪領(lǐng)域的重大突破。
在工作流程方面,我們的項目采用GNSS基站和Trimble SX10掃描機器人來完成首級控制和計算平滑最佳估計軌跡,所有這些包括精確點云的生產(chǎn),都直接在Trimble Business Center (TBC) 一個軟件中處理。
5.既然您具備了這些功能,那您近期有哪些移動測繪上的應(yīng)用?
正是這種精度質(zhì)量水平為路面養(yǎng)護(hù)、現(xiàn)狀測量、勘察測量和竣工測量打開了大門。例如,MX9點云數(shù)據(jù)可達(dá)到的精細(xì)程度和相對精度被業(yè)主接受進(jìn)行公路路面狀況評估和變形測繪。我們還用這次公路掃描采集的附帶數(shù)據(jù)對現(xiàn)有橋梁進(jìn)行了建模。
內(nèi)城外環(huán)路項目是我們廣泛使用MX9的首批大型項目之一??蛻粢筮M(jìn)行維護(hù)測量,但不想大動干戈。因為他們不想影響這條繁忙高速公路上的交通。我們在周日早上五點出門,載著MX9,一路開車就整個干完了。達(dá)到25毫米的絕對精度也只是多花了點時間來配準(zhǔn)。但它仍然比需要測量人員直接上路的傳統(tǒng)測量快得多,而且測量人員上路施測必須要進(jìn)行交通控制等繁瑣條件。
我們的親身經(jīng)歷有效地證明了,車載移動測繪有助于在不需要封路的情況下,以最高安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行竣工、勘察和維護(hù)測量。數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié)和精細(xì)程度也是前所未有的,而且工期遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于人員上路施測的傳統(tǒng)測量。
6.高精度移動測繪對BIM和數(shù)字孿生的未來意味著什么?
對于測量員來說,高精度點云讓我們一步邁入BIM世界,為數(shù)字孿生提供了基礎(chǔ)。BIM無法回避地理現(xiàn)實,而在當(dāng)今先進(jìn)的移動測繪解決方案的幫助下,測量員是搞定地理信息的合適人選。
我創(chuàng)建的第一個數(shù)字孿生模型是用于一條6公里,約2.5億美元的高速公路升級項目。這是澳大利亞高速公路項目的第一個LOD500 BIM模型。昆士蘭交通當(dāng)局已經(jīng)使用它來更新他們的工程測量標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范,以便將激光雷達(dá)技術(shù)和3D實體模型和網(wǎng)格模型集成到測量成果中。
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