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NavVis VLX 控制点
肖恩-希金斯2021 年 1 月 19 日5 分钟阅读

投资移动扫描系统前你需要知道七个专业术语

对于各个公司经常在发表的文章和规格表中使用的,描述他们移动扫描系统功能的基础技术术语,我们在此进行了解释。

如果您是第一次接触 移动扫描您可能不熟悉公司在文章和规格表中用来描述其系统性能的技术术语。因此,本文旨在通过解释一些基本术语,帮助您理解一种工具与另一种工具在精度和工作流程等方面的区别。

我们将介绍用于移动扫描 系统基准的两种精度、移动扫描 设备常见的精度误差,最后探讨移动扫描 工作流程中使用的纠错类型。(我们还提供了一些更深入解释这些主题的文章链接)。

精度相关词汇

局部(相对)精度

点云在局部范围内的精度。对于移动扫描仪而言,这是指房间等单个位置点之间的测量精度。

该指标对于确定扫描仪的可靠性非常重要,因为它可以显示房间尺寸的精确程度--这对于扫描到BIM 或生成平面图等应用来说是一个重要的考虑因素。

全局(绝对)精度

全球范围内点云的精度。对于移动扫描仪而言,这是指扫描仪未在单一位置捕捉到的两个点之间的测量精度。例如,建筑物对角之间的距离。

整体精度 在确定移动扫描仪的可靠性时至关重要,因为它能突出显示在大型或复杂的测绘项目中累积的漂移 误差量。换句话说,它可以显示扫描仪在整个建筑物中的精确度。

它也被称为绝对精度,因为它表示的是点云测量结果与其在由 GPS 或测量等高阶方法确定的绝对坐标系中的 "真实 "位置相比的精度。

有关这些术语的更精确定义,以及NavVis 如何为自己的扫描仪测量这一指标的更多详情,请参阅NavVis VLX Accuracy White Paper

SLAM 误差相关词汇

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跟踪误差

当移动扫描仪中的同步定位和绘图(SLAM)算法在记录您的轨迹时错误地计算了您的位置。当一个空间缺乏SLAM的计算机视觉技术用来估计位置的物理特征时,最有可能出现这种情况。例如:长而直的走廊是造成这种错误的最常见原因,因为它们缺少门洞、窗户和拐角。

跟踪误差在稳定性较差的SLAM 算法中更为常见,但对最先进的系统而言仍是一个挑战。如果有条件,可以使用闭环扫描 或控制点 优化来纠正这些误差。

跟踪误差是造成漂移 的主要原因(见下文)。

漂移误差

当SLAM 算法生成的轨迹数据与您扫描时的真实路径出现偏差时。这是由于较小误差的累积造成的,例如跟踪误差或传感器噪点 产生的定位误差。

漂移 在短时间扫描中很少出现这种问题,但扫描时间越长越容易出现。例如,从数据中很容易看出,一条笔直的走廊看起来是弯曲的,或者楼梯是扭曲的。

这种误差可以通过更强大的同步定位和绘图 (SLAM) 算法来减少,但如果不采取额外措施,几乎不可能消除这种误差。因此,许多供应商提供工作流程功能,如闭环扫描 或控制点,以纠正漂移 。

要进一步了解跟踪错误和漂移 是如何发生的,以及如何纠正这些错误,请查看这篇文章

误差纠正相关词汇

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闭环扫描

工作流程功能可校正漂移 。大多数移动扫描 系统都提供这一功能。

要执行闭环扫描 ,请返回已扫描过的区域。同步定位和绘图 (SLAM) 算法将识别该位置,并利用该位置计算出其轨迹自上次出现以来漂移了多少。这将为算法提供所需的全部信息,以去除漂移 ,并提高最终点云的质量。

控制点优化

控制点优化是一种纠正跟踪或漂移误差的工作流功能。它主要用于漂移误差较常见的大型扫描项目。目前只有市面上最先进的系统提供此功能。

控制点 优化最常见的实施方法是在可能出现误差的区域周围放置测量目标,并用全站仪对这些点进行测量。当您将这些目标的坐标输入扫描仪的后处理 软件时,它就会将这些数据作为优化点云和减少误差的控制数据。

例如,您可以在长走廊的两端放置棋盘式勘测目标,以纠正跟踪误差。或者在一个较大的扫描项目中放置多个目标,以纠正漂移 。

NavVis'独特的实现方式还可以在扫描时使用控制点来验证全局(绝对)精度。要使用此功能,请在控制点 上放置一个控制点,对其进行勘测,并在经过时用扫描仪对其进行触碰。界面将显示测量坐标与系统位置估计值之间的差值,让您了解扫描过程中可能出现的任何问题。

了解有关SLAM 错误以及如何纠正错误的更多信息。

控制点

测绘标靶,如棋盘标靶或球形标靶。

它们在扫描中最常见的用途是将移动扫描仪、陆地激光扫描仪和无人机等不同方法生成的点云 登记在一起。在此应用中,在两个或多个数据集重叠的区域捕捉控制点 。这样,后处理 软件就可以在注册过程中进行控制,确保所有数据集都能精确地组合在一起。

控制点的第二个用途是移动扫描工作流中的纠错(有关此应用程序的详细信息,请参阅上文有关控制点优化的内容)。

总结

这些是您在计划购买移动扫描设备时需要了解的一些基本知识,以便做出明智的决策。

现在,您应该掌握了一些工具,可以确定扫描仪在局部环境以及整个项目中的精确度。您还可以就漂移 和跟踪误差如何影响扫描仪的准确性,以及制造商提供了哪些工具来纠正这些误差等问题提问。

换句话说,您应该准备好判断一个移动扫描 系统与另一个系统相比的性能如何,并选择一个您可以信赖的系统。

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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