NavVis 后处理软件提供高质量点云的6种方式

在激光扫描行业，我们通常将精度视为数据质量的最重要因素。事实上，对于测绘级别 点云来说，除了正确的测量之外，还有很多其他因素。

NavVis 在过去的五年中，我们不断调整、完善并稳步提高其后处理 软件。如今，这款工具采用了多种智能技术来过滤噪点 ，以一流的细节重新构建表面，并应用逼真的色彩和纹理。简而言之，无论以何种标准衡量，它都能生成高质量的点云。

为了说明该软件是如何工作的——以及它的与众不同之处——让我们来看看它处理原始数据以生成最终高质量点云的6种方式。

1.删除动态对象

当您将原始数据导入NavVis 后处理 软件时，该工具首先会根据角度、信号强度等属性对每个点进行处理。最明显的处理方法，也是对数据质量有重大影响的处理方法是动态对象移除过滤器。

该过滤器可去除扫描过程中可能通过视野 移动的物体，例如行人、车辆或打开或关闭的门。由于这些物体并不是您要用扫描仪捕捉的环境的一部分，因此它们在点云中的存在只会让噪点 ，让人心烦意乱。

NavVis 该处理技术利用了"...... "的主要工作原理之一，从而纠正了这一问题。 移动扫描:该技术要求您在拍摄时在房间里走动。

这意味着绘图仪可以从多个角度捕捉每个物体。NavVis 后处理 工具利用这些信息来 "观察 "点云中的每个点，然后计算出它是动态还是静态的概率。

以下是一个简化的解释：

• 当一个点保持在同一位置时：NavVis 软件会保留数据。
• 当一个点不在同一位置时：NavVis 软件会删除这些数据。

NavVis 对过滤器进行了调整，只删除动态可能性非常高的对象。即使采用这种保守的方法，该工具也能从点云中删除大量不需要的噪点 ，大大简化了工作流程。

2.它能丢弃人工制品和坏点

NavVis 软件会应用一系列其他滤波器，去除点云中的异常值和错误点。过滤器的种类繁多，无法逐一介绍，因此在此列举几个快速去除点云中人工痕迹的例子：

• 噪点 物体边缘的边缘：这种问题也被称为 "边缘 "或 "混合像素"，是激光测量被分割，同时击中物体边缘和其背后的背景时产生的。由于扫描仪可以从多个角度看到边缘，因此软件可以很容易地过滤掉噪点 。
• 反射：当扫描仪将激光发射到镜子、反光窗或金属片上时，就会记录下这些误差点，并将其作为真实世界中的物体进行测量。
• 操作员的证据：由于移动测绘仪使用多个重叠的传感器采集数据，因此在后处理 之前，操作员有时会出现在原始数据中。NavVis 软件也能消除这一点。

3.它能重建低噪点 、高细节的表面

"在这个复杂的过滤过程结束时，"感知与绘图部主管斯特凡-罗姆伯格（Stefan Romberg）开玩笑说，"软件已经删除了所有错误的点，并保留了正确的点。现在，该工具开始了下一阶段的处理：去除传感器噪点 ，同时保留高水平的细节。

这比听起来更棘手。就在三年前，NavVis 软件使用强过滤和平滑技术来构建尽可能不含噪点 的表面。但该公司很快发现，如此强烈地减少噪点 也会使细节变得模糊或完全消失。这让那些希望在数据中看到电灯开关、喷洒器和旋钮等小物件的客户望而却步。

因此，该公司正在不断努力，在减少噪点 和展现细节之间取得谨慎的平衡。(实际上，从 2020 年开始，他们在这一领域加倍努力）。如今，NavVis 表面重构技术可以接受一些噪点 ，但不会太多，因此您可以看到点云中的每一个细节。

动态物体移除实例

4.生成 "薄 "点云，便于使用

当所有的后处理 和过滤都完成后，数据就接近管道的末端了。在当前状态下，点云是未着色的，并将墙壁、地板、天花板和其他表面渲染为单薄的切片。

这种“薄”点云有多种好处。

• 由于未处理数据中的噪点 已经减少，因此每个表面的 "细 "线能更准确地反映实际表面。
• 这意味着您可以在表面之间进行高精度的测量，比未经处理的数据精确得多。
• 薄 "点云大大减少了点的数量，但所包含的信息几乎与未经处理的数据相同。
• 文件大小大大缩小，占用的存储空间更少，在其他应用程序中的加载速度也更快。
• 它还能让建模变得更容易。例如，如果您手动绘制楼层，就更容易看到应该从哪里开始画线。如果您使用工具自动建模，点云可以让他们更快、更容易地进行操作。

值得注意的是，"薄 "点云不包括任何 "涂漆 "或 "发明 "的表面。最终点云中的数据都是根据实际测量结果生成的，并且非常注意保持高精确度。换句话说，您可以知道，点云或多或少是以扫描仪测量的方式呈现您的资产--只是经过过滤，保留了您想要的点，删除了您不需要的点。

如果您不想使用滤镜来减少传感器噪点 ，NavVis 软件还可以为您生成点云。如果你是这样的人，请稍安勿躁，我们将在第六项中讨论这个问题。

5.它能应用逼真的色彩和纹理

在对数据进行过滤后，后处理 软件会在点云上应用真实世界的色彩和纹理。

软件将扫描过程中捕捉到的 RGB 图像投射到未着色的点云数据上。这有助于将非纯几何信息编码到扫描数据中，从而更容易辨别门在哪里、墙上是否有标志等。考虑到纹理化的价值，这一过程既适用于您可以下载到CAD 、GIS 、BIM 和其他终端用户工具中使用的点云，也适用于您最终将在.NET Explorer 中探索的数据。 NavVis IVION.

对数据进行纹理化处理是一项比想象中更大的挑战，因为它需要精密的硬件设计、校准和后处理 。以下是在最终数据集中实现逼真纹理所需的快速概述：

• 有效的曝光补偿：由于测绘系统的摄像头指向不同的方向，它们往往会以不同的曝光值拍摄同一场景。(想象一下你在走廊上：左边的摄像头可能看到一个黑暗的房间，而右边的摄像头则看到一个明亮的窗户）。为了纠正这种情况，后处理 软件需要调整每张图像的曝光，使色彩和纹理完美匹配。
• 准确的SLAM ：后处理 工具需要精确估计扫描仪捕捉每幅图像时的位置和方向。这对于将图像投射到测量点上非常必要。
• 非常好的纹理算法：最佳效果需要亚像素级的精度和准确度。

事实上，良好的纹理效果是衡量移动绘图仪总体质量的一个非常有用的指标。如果该工具生成的点云清晰锐利，纹理清晰，色彩丰富，这就表明该解决方案的硬件和软件都是经过精心设计和制造的。

6.它提供 "原始 "最终点云--如果你想要的话

正如我们之前提到的，我们上面描述的 "薄"、多彩和纹理点云并不适合每种应用。

这就是为什么NavVis' 软件可为用户提供不应用传感器过滤的最终点云噪点 。选择该选项时，工具会过滤原始数据以去除所有动态物体、伪像和其他异常值，但不会过滤单个测量值--因此您可以获得传感器捕捉到的准确数据。

最终的点云也没有经过纹理处理或着色。它以强度数据的形式呈现，表示激光返回扫描仪时的强度。由于每个表面都会根据其颜色或材质改变激光的强度，因此这些信息对于确定扫描环境的构成非常有用。如果您要在黑暗的环境中进行扫描，比如没有灯光的地下室，这些点云也是比较好的选择。

对于某些建模项目来说，这些数据还能让查找边缘变得更容易，加快工作流程。

总结

NavVis该公司的解决方案旨在生成尽可能准确的数据，但并不仅限于此。该公司的后处理 工具采用多种先进技术生成高质量的点云，无论以何种指标衡量，都是最高质量的。该软件可消除错误测量和错误点，应用智能滤波器减少传感器噪点 ，同时保留重要细节，并应用逼真的色彩和纹理。

通过NavVis'后处理 ，您可以确定点云不仅准确，而且是真实世界的可靠反映。

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。