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这可能是目前我看到效果最好的三维扫描影像

3sNews2016-04-22 03:16:19

摘要: 一个测绘老兵,正准备用他的武器在传统室内测绘领域开疆破土,探索三维数据应用的未来。

  烈日的下午,我们辗转来到石景山的一处办公区,后来的事实证明,这一趟没有白来。

  在一间不大的屋子里,装着一个测绘老兵跨界应用与创新的武器——一台基于SLAM技术的三维激光与影像扫描仪。高分辨率三维实景影像、高密度激光点云数据 ,如果为这件武器贴上标签的话,似乎还不止于此。

  测绘老兵准备用他的武器在传统的室内测绘领域开疆破土,探索三维实景数据应用的未来。

  精致的室内扫描仪器:更像一件艺术品

  这个测绘老兵名叫严强,众人坐定,他便热情地演示起了的室内三维实景扫描的成果。从整体效果到局部细节,这样的实景效果是令人信服的。分辨率上看 ,局部放大甚至能够看清墙壁宣传板上的一行行小字。用户还可以通过鼠标或者键盘等交互操作,沿扫描路径在任意方向进行实景图像的自由切换,各处场景一目了然。这样的影像效果其实都来源于德国一家公司生产的室内三维扫描产品——NAVVIS M3 TROLLEY。

  M3 TROLLEY作为一款手推车式的室内移动测量设备,是非常精致的。用严强的话说,初次见它,心里就认为它如同一件艺术品。

  这可能是目前我看到效果最好的三维扫描影像

 M3 TROLLEY

  这可能是目前我看到效果最好的三维扫描影像

 M3 TROLLEY激光点云扫描界面,基于SLAM技术

  “这个设备上面有6个全景相机,每个相机都是1600万像素。3个激光扫描头。扫描速度最高可达每小时5000平米。”严强这样介绍它的性能。

  来看看它的扫描作品

  这可能是目前我看到效果最好的三维扫描影像

加载了激光点云数据的影像图

  这可能是目前我看到效果最好的三维扫描影像

沿扫描路径可自由查看

  在被问到设备相比于传统测绘的优势时,严强表示,主要还是在效率和作业成本上:

  “传统测绘的成本会更大一些。如果应用这个设备,效率会提高很多,准确性也会提高很多,同时成本可以下降很多。比如这个停车场,需要做地上地下这两层,用传统测绘做,在成图的情况下,三个人一组至少需要3天时间。但我这个设备只需要1个半小时。”

  实景加载三维点云数据,配套系统亮点颇多

  值得一提的是,由于设备采集的影像中承载了点云,给设备生成的扫描数据以很强的拓展应用空间。例如,生成的ply格式点云数据可被单独提取,在专业软件中根据客户需求进行差异化操作。

  此外,与硬件设备配套的,还有更具亮点的软件系统。这套系统可与设备生成的数据直接匹配,并进行各种操作。严强的公司对这套系统进行了汉化,并开发了附加功能。

  亮点一:系统加载点云数据,实现附加功能

  提到点云信息的应用时,严强以“测距”为例,进行了演示。“图像后面有点云信息在里面。所以我们可以实时测出任意两点的距离。量测的精度是1~3厘米,但点云的精度很高,点云精度只有5毫米,在这个匹配之后会有一些损失。”

  这可能是目前我看到效果最好的三维扫描影像

在图像中任选两点进行测距

  亮点二:自主定义POI,玩儿法更多

  用户在软件系统加载实景数据后,图像中的任何一点均可进行POI的自定义,并在POI中加载各种形式的信息,可以是一段视频、音频,可以是一个3D模型。拓展开来,“包括工业控制智能家居的开关,所有管道阀门,只要是可以对外跟它结合都可以,包括摄像头实时画面都可以。”

  这可能是目前我看到效果最好的三维扫描影像

自定义POI

  亮点三:绝对坐标位置,便于室内外数据统一

  系统中的任何一点可拥有与GPS数据对应WGS84坐标系的“绝对坐标”,这很好地解决了室内外测量的衔接问题。严强表示,“目前室内和室外无缝对接方面,必须要先用绝对坐标引入到内部。甭管是所谓地磁、Wi-Fi、灯光室内定位,都必须面对坐标衔接的问题。你可以看到,我的系统上,室内、外地图是完全吻合的,室内地图是和室外是严格配套起来的。”

  这可能是目前我看到效果最好的三维扫描影像

任意一点包含绝对坐标信息

  发力行业应用:搞了半辈子测量,现在该走出去了

  设备有了,数据拿到了,关键是怎么把它们用起来。在谈到行业应用和发展设想时,严强有自己的考虑。

  “它不可能替代传统手段,比如说室外测量,室外测量大家会用GPS,会用全站仪或者手持RTK。这个设备的最大优势在室内。与测量相关的是建模;与测量不相关,比如博物馆的展示、商场O2O等。”

  以电子商务O2O应用为例,借力三维实景平台及交互技术,可实现的功能有很多。例如对用户进行店铺、商品的视觉呈现,同时使用户交互式地测量商品尺寸和感知属性信息,抑或获得商家发布的团购信息等,玩儿法很多。

  当然,他们不想局限于一锤子买卖。严强说,他们后续的计划,是形成各自行业系统解决方案后,以解决方案形式直接对接相关企业合作。“例如在艺术品展览领域,和国内艺术界非常权威的雅昌艺术中心合作,洽谈艺术展览线上实景展示。在数字工厂、工业4.0这一块和海尔探讨一下合作等,这样我们会慢慢形成比较独特的解决方案来。”

  严强是正儿八经从老武测毕业,和很多测绘人一样在传统数据测绘里摸爬滚打多年。之后,他做了一个决定——跳出测绘圈子去。

  不过,这一跳,步子不算太大。“这个东西既是测量东西,但应用面又不局限于测量。现在,我们把测量外延,你说跟测量有没有关系,肯定有关系,只是说应用面不局限于在勘测、测绘这些方面,而是集中在很多其他外延行业里面去了。”

  从室内定位转战三维实景扫描,他是一个测绘老兵

  严强的公司——天枢星图是在2014年成立的初创型企业。一路辗转到今天从事的室内三维扫描领域,他们有自己的故事。

  “我们这一群人都是搞测绘测量,我们最开始是以室内定位入选了南京“321”。南京“321”是一个非常严格的政策扶持项目,政府给100万, 给100平方米的办公房。我们最开始是以室内定位入选,整个概率不到10%。当时我们的核心算法主要就是基于Wi-Fi室内定位,但如果只是纯粹做室内定位,就有一个问题——你很难活下去。如果你想要产生盈利是很难,至少目前还很难。”

  在全世界范围来看,室内空间信息数字化是一波刚刚开始的浪潮,未来五到十年将有500亿平方面积的建筑物需要数字化并进入互联网。在这个背景下,2014年底严强和团队找到了德国的这家公司。

  “这家公司刚好也想开拓中国市场,并且他们可以跟我们的室内定位技术结合。室内定位,即使把你算法做得再成熟还是需要图,你只是定位算法没有图不行。我们当时已经考虑到一个问题,如果纯粹做平面图感觉意义不大,所以就考虑要做三维的。在2015年的时候,与德国NAVVIS正式签约中国授代,签了授代后,跟我们的室内定位技术结合,前期以技术 服务为主。”

  VR:室内三维测量技术应用的未来

  谈到未来愿景时,严强显得很低调。但他不止一次表示了对与VR行业相结合这个领域的看好,VR需要的就是三维实景数据,而这正是天枢星图的优势所在。

  “现在对我们来说的潜在市场机会,最大就是VR,我们要把这个应用起来,跟VR结合。当然,我不可能自己研发眼镜、不可能投入力量做市场。但我会做的一件事情就是数据以及数据服务,在看得见的未来,VR肯定会作为我们比较大的前景去做。”

  上升到实现层面,他们现在面临两个问题。一个是连接测量数据与VR眼镜间的接口需要开发;另一个就是具体的交互功能实现。

  “我们最大的功能就是在交互上面,例如插入各种形式的POI,都属于交互。甚至我们打开某一个展品之后,可以很直观地感知展品的特征 ,交互可以反馈这些。因为是基于网页技术,现在很多技术就变得很简单。”

  现在,迭代的技术产品和越发友好化的测量设备正不断降低测绘领域的门槛。尤其随着VR、AR的到来,更是为以基础测量为主的传统技术打开了跨界应用的大门。测绘、移动测量不再或至少不完全是听起来沉闷老土的重复劳作,因为各行各业应用细节的雕琢,让它焕发了新生。一个传统的测绘老兵,能跳出来,走出去,实属不易。未来测绘人在跨界应用上更多的探索和尝试,也都值得我们期待。(文|3sNews 思佳)

[责任编辑:唐思佳]
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