摘 要：本文利用手持slam掃描技術(shù)速度快、精度高等特點(diǎn),對(duì)其應(yīng)用于風(fēng)貌改造的外業(yè)采集工作流程、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理方法以及平面圖、立面圖等成果制作方法展開分享。利用手持slam掃描技術(shù)為街道風(fēng)貌改造提供了可行的技術(shù)手段與生產(chǎn)模式。

引言

手持slam掃描技術(shù)是通過高速激光掃描測(cè)量的方法,快速獲取被測(cè)對(duì)象表面的空間點(diǎn)位信息,具有非接觸、自動(dòng)化、高效率、等測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)。其中,手持slam激光掃描儀在工作時(shí)不受環(huán)境限制,掃描精度較高,在測(cè)繪領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。

手持slam掃描設(shè)備進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集,獲取風(fēng)貌改造測(cè)量所需的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。經(jīng)過數(shù)據(jù)拼接、以及點(diǎn)云去噪等處理后,進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換,利用Pointcab與cass繪圖工具繪制平面圖、立面圖。

手持slam掃描儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

1.1 核心技術(shù)

SLAM100是飛馬機(jī)器人推出的首款手持移動(dòng)式激光雷達(dá)掃描儀，是國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品中工業(yè)化、集成化和產(chǎn)品化較高的產(chǎn)品。該系統(tǒng)具有360°旋轉(zhuǎn)云臺(tái)，結(jié)合行業(yè)級(jí)SLAM算法，可在無(wú)光照、無(wú)GPS條件下獲取周圍環(huán)境高精確度和高精細(xì)度的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，具備室內(nèi)外一體化的空間數(shù)據(jù)采集能力。如圖所示。

飛馬手持slam掃描儀

集成三臺(tái)500萬(wàn)像素彩色相機(jī)，水平200°x垂直100°的超大視場(chǎng)角，可同步獲取光學(xué)影像、生成彩色點(diǎn)云及局部全景圖。智能拼接，全自動(dòng)化拼接,可提高點(diǎn)云拼接速度與精度,簡(jiǎn)化內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理流程,提高工作效率。

1.2 應(yīng)用于風(fēng)貌改造測(cè)量的優(yōu)勢(shì)

(1)設(shè)備體積小,重量輕,兼具移動(dòng)性與便攜性,作業(yè)負(fù)擔(dān)低。

(2)操作簡(jiǎn)單直觀,作業(yè)效率高。

(3)同時(shí)獲取三維點(diǎn)云與全景影像數(shù)據(jù),完整展現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)表面特征信息。為內(nèi)業(yè)繪圖與質(zhì)量檢查提供豐富的空間與屬性信息;實(shí)現(xiàn)資料的數(shù)字化永續(xù)留存,為后期擴(kuò)展應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。

風(fēng)貌改造測(cè)繪三維掃描一體化技術(shù)方案整體工作流程主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、成果制作、以及成果提交。

現(xiàn)場(chǎng)踏勘,了解掃描對(duì)象及其周邊環(huán)境,設(shè)計(jì)最佳掃描路線，減少掃描盲點(diǎn),盡量避免后期補(bǔ)測(cè)工作。根據(jù)設(shè)計(jì)路線,完成所有測(cè)區(qū)點(diǎn)云的掃描。掃描路線應(yīng)盡量形成多個(gè)閉合環(huán),以確保相對(duì)位置準(zhǔn)確,提高整體拼接精度。

4.1 點(diǎn)云拼接

將外業(yè)獲取的各測(cè)站原始點(diǎn)云數(shù)據(jù),利用SLAM GO軟件拼接為完整點(diǎn)云。

4.2 點(diǎn)云去噪

由于在掃描過程中,會(huì)因傳感器本身、環(huán)境變化以及被測(cè)物體表面光滑程度等多種因素,不可避免地導(dǎo)致原始點(diǎn)云中存在部分干擾點(diǎn)或錯(cuò)誤點(diǎn)。因此,需要對(duì)獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪,刪除冗余點(diǎn)云,節(jié)省存儲(chǔ)空間的同時(shí),排除干擾數(shù)據(jù),提高后續(xù)成果制作的效率與精度。在lidar360軟件中,通過人機(jī)交互的手段,利用限制工具進(jìn)行范圍約束,以人工框選的方式完成精細(xì)點(diǎn)云去噪,如圖所示。

點(diǎn)云去噪效果

平面圖和立面圖繪制

通過cass繪圖軟件,建立統(tǒng)一模板,利用Pointcab對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行切片等處理，導(dǎo)入cass中繪制平面圖和立面圖,標(biāo)注相關(guān)信息。

隨著三維激光掃描設(shè)備與軟硬件性能的提升,測(cè)繪領(lǐng)域中三維掃描一體化技術(shù)已逐步取代傳統(tǒng)高成本、低效率的測(cè)量方法,為測(cè)繪領(lǐng)域提供了全新、可行的技術(shù)手段與生產(chǎn)模式。