Was ist eine Punktwolke? 

Punktwolken sind Datendateien, die von LiDAR-Scannern erstellt werden. Sie bestehen aus Millionen oder sogar Milliarden von “Punkten”, die im Wesentlichen Reflexionen einer Oberfläche sind, die vom Scanner erfasst werden. 

Ein LiDAR-Scanner funktioniert, indem er Lichtimpulse aussendet (LiDAR steht für Light Detection and Ranging) und misst, wie lange diese Impulse brauchen, um nach dem Treffen eines Objekts zurückzuspringen. Mithilfe der Lichtgeschwindigkeit und dieser Zeitmessung ermittelt der LiDAR, wie weit jeder Punkt vom Scanner entfernt ist. 

Indem er Millionen von Pulsen aussendet, erstellt ein LiDAR-Scanner schnell ein detailliertes Bild seiner Umgebung. Einige LiDAR-Scanner liefern nur 2D-Scans, die eher Grundrissen ähneln. Andere erzeugen eine 3D-Punktwolke. Außerdem sind einige Scanner stationär – sie feuern nur Pulse nach vorne –, während sich andere drehen und Pulse rund um den Scanner aussenden, um eine 360°-Punktwolke zu erstellen. 

Es gibt drei Dinge, die Sie mit einer Punktwolke tun können: 

1. Du kannst es verwenden, um Entfernungen zwischen verschiedenen Punkten und deinem Scanner (und damit dem, woran er montiert ist) zu messen. 
2. Sie können es verwenden, um Abstände zwischen zwei Punkten innerhalb der Cloud zu messen. 
3. Sie können damit ein Modell der Umgebung um Sie herum erstellen. 

Aufgrund der Anzahl der von einem LiDAR-Scanner ausgestoßenen Impulse sind die Messungen, die Sie aus einer Punktwolke entnehmen können, im Allgemeinen sehr präzise und sehr zuverlässig. Aus diesen Kernanwendungen für Punktwolken können Sie eine Reihe von Dingen mit den Daten tun. 

Von Montage eines LiDARs an einem Rover oder einem Fluggerät, Sie können große Landflächen schnell und detailliert vermessen. Vermessungsingenieure können diese Daten dann für eine Reihe von Anwendungen zur genauen Vermessung nutzen. Eine beliebte Anwendung von LiDAR ist beispielsweise die Vermessung eines Raumes, in dem ein autonomer mobiler Roboter (AMR) tätig sein wird. Die Punktwolke kann dann in eine Karte umgewandelt werden, die in den Steuerungsstapel des AMR eingespeist wird, sodass dieser eine Route durch einen Raum planen und dort navigieren kann, ohne zu kollidieren. 

Um Punktwolken für Vermessungs- und Kartierungszwecke zu nutzen, ist es entscheidend, dass die Punktwolken georeferenziert sind – darauf werden wir später noch eingehen. 

Von Montage eines LiDARs an einem Rover oder einem Fluggerät, Sie können große Landflächen schnell und detailliert vermessen. Vermessungsingenieure können diese Daten dann für eine Reihe von Anwendungen zur genauen Vermessung nutzen. Eine beliebte Anwendung von LiDAR ist beispielsweise die Vermessung eines Raumes, in dem ein autonomer mobiler Roboter (AMR) tätig sein wird. Die Punktwolke kann dann in eine Karte umgewandelt werden, die in den Steuerungsstapel des AMR eingespeist wird, sodass dieser eine Route durch einen Raum planen und dort navigieren kann, ohne zu kollidieren. 

Um Punktwolken für Vermessungs- und Kartierungszwecke zu nutzen, ist es entscheidend, dass die Punktwolken georeferenziert sind – darauf werden wir später noch eingehen. 

Das bedeutet, dass jeder Punkt eine definierte Position haben muss, entweder in Bezug auf die Erde (in einem globalen Bezugssystem) oder in Bezug auf einen bekannten festen Punkt (ein lokales Bezugssystem). Dies ermöglicht es den Benutzern, die Punktwolkendaten in einen Kontext zu stellen, damit sie verwendet werden können. 

Um Punktdaten zu georeferenzieren, benötigen Sie ein Gerät, das an der Nutzlast oder Plattform befestigt ist, auf der der LiDAR montiert ist und Positionsdaten liefert. Hier kommt Hardware wie unser GNSS/INS ins Spiel. 

Ein GNSS/INS ist ein Gerät, das Daten von GNSS-Satelliten und einer Inertialmesseinheit kombiniert, um eine Schätzung der Position des GNSS/INS (und der Position dessen, woran es befestigt ist) auf der Erde zu liefern. Ein GNSS/INS ist dafür ausgelegt, Ihnen genaue und robuste Positionsdaten zu liefern – die Sie mit Ihren LiDAR-Daten kombinieren können, um Ihre Punktwolke zu georeferenzieren. 

OXTS bietet eine Reihe unterschiedlicher GNSS/INS-Geräte an, mit denen Sie Punktwolkendaten georeferenzieren können. Einige sind für die Luftvermessung konzipiert, wie z.B. unsere xNAV650, während andere für punktgenaue Präzision konzipiert sind, darunter unsere RT3000 v4.  

Sehen Sie unser volles Sortiment an GNSS/INS-Geräten 

Bei OXTS wir haben entwickelte Werkzeuge, die es leichter machen Georeferenz Punktwolken sowie einige fortgeschrittene Werkzeuge, mit denen Sie noch mehr Wert aus Punktwolkendaten gewinnen können. 

OXTS-Georeferenzierung

OXTS Georeferenzierenr ist speziell dafür gebaut, zu Kombinieren Sie Standortdaten Ihres GNSS/INS mit rohen LiDAR-Daten, um eine georeferenzierte Punktwolke zu erzeugen. Sie laden Ihre LiDAR-Daten und Ihre GNSS/INS-Daten, drücken Sie auf los, und das System kümmert sich um den Rest. Die letzter Punkt Cloud-Ausgabe kann dann verwendet werden in eine Reihe von Kartierungssoftware und -werkzeugen. 

Boresight-Kalibrierungswerkzeug

Eine der größten Herausforderungen bei der Georeferenzierungpunktwolken daten sind Beseitigung Unschärfe und “Doppelbilder” aus der Punktwolke (Objekte erscheinen doppelt). Diese Probleme werden durch geringfügige Fehlausrichtungen zwischen dem LiDAR und dem GNSS/INS, und das OXDas TS-Boresight-Kalibrierungswerkzeug behebt diese. Es erfordert etwa zwei Minuten zusätzliche Fahrzeit zu Beginn einer Vermessung – aber es verbessert die Qualität Ihrer endgültigen Punktwolke dramatisch.

LiDAR Boost ist eine Technologie zur Verbesserung der Genauigkeit in GNSS-verweigerten Räumen. Sie funktioniert, indem sie einzelne Schnappschüsse eines automobilen LiDAR analysiert, Ebenen identifiziert, die Dinge wie Wände und Ecken anzeigen, und vergleicht, wie sie sich zwischen diesen Schnappschüssen bewegen. Durch die Berechnung, wie weit sie sich bewegen und wie sie sich zwischen zwei Schnappschüssen bewegen, kann LiDAR Boost sowohl Vorwärts- als auch Winkelgeschwindigkeiten berechnen, die als zusätzliche Datenquelle in das GNSS/INS eingespeist werden können. 

LiDAR Boost ist hervorragend für Kartierungsaktivitäten in GNSS-geschützten Bereichen wie Tiefgaragen geeignet. Vergleichen Sie die von einem INS ohne LiDAR Boost aufgezeichnete Route mit derselben Route, die mit der Technologie aufgezeichnet wurde: 

Wir habenIch hoffe, dieser Blog war eine gute Einführung in Punktwolken und warum sie für wichtig sind Vermessungsingenieure und Ingenieure für autonome Navigation. Die wichtigste Erkenntnis ist, dass Punktwolkendaten genau Georeferenzierung in Bestellung den größten Wert zu liefern – und das erfordert eine genaue Positionierungslösung. OXTS verfügt über eine Kombination von Hard- und Softwaretools, die es mobilen Kartographen ermöglichen, genau Positionsdaten, auch in Umgebungen, in denen das GNSS-Signal schwach ist oder nicht vorhanden; Durch die Zusammenarbeit mit uns können Sie den Wert Ihrer Punktwolkendaten maximieren. 

Wenn du würdest möchte diskutieren wie OXTS kann Ihnen helfen, Punktwolken zu integrieren in Ihre Workflow, klicken Sie unten, um Kontakt aufzunehmen.