Eine Punktwolke ist im Grunde ein einfaches Konstrukt. Sie ist eine Sammlung von Punkten im 3D-Raum, wobei jedem Punkt eine Koordinate nach kartesischer Konvention zugeordnet ist. Die Punkte können auch mit anderen Eigenschaften versehen werden, die oft ein Hinweis darauf sind, wie sie erhalten wurden. Beispiele hierfür sind der Zeitpunkt, zu dem sie von dem Vermessungsgerät, das die Daten erfasst hat, "gesehen" wurden. Die Intensität oder der Positionsfehler, den der Punkt hat, kann ebenfalls angegeben werden. Oft haben Punktwolken nach der Durchführung einer Vermessung etwa 100 Millionen Punkte. Punktwolken können auch mit Fotogrammetrietechniken fotografiert werden, um im Wesentlichen eine 3D-Fotografie zu erstellen.
Die Hauptmethode zur Erfassung von Punktwolkendaten ist die Verwendung von LiDAR. LiDAR ist eine Technologie, die ähnlich wie Radar funktioniert, da das Licht vom Gerät ausgesendet wird und von den Objekten zurückprallt. Der Unterschied besteht darin, dass Radio Radiowellen mit großer Wellenlänge verwendet und LiDAR Laser mit kleiner Wellenlänge für hohe Präzision verwendet. Die Zeit, die das Licht benötigt, um zum Gerät zurückzukehren, wird mit der Lichtgeschwindigkeit verwendet, um die Entfernung zu berechnen. Typischerweise enthält ein LiDAR-Gerät Laser mit einem festen vertikalen Winkel, die jedoch in der horizontalen Ebene umlaufen. Intern weiß das Gerät, unter welchem Winkel der Laser vertikal ausgerichtet ist und welchen Azimutwinkel er hat. Dadurch erhält das Gerät die Position des Punktes auf dem Objekt in 3D-Kugelkoordinaten. Die Laser im Inneren erzeugen Tausende von Punkten pro Sekunde. Die oben erwähnte Intensität ist die Intensität des reflektierten Strahls und gibt das Reflexionsvermögen des Objekts an.
Wozu werden Punktwolken verwendet?
Es gibt eine breite Palette von Anwendungen, für die Punktwolken verwendet werden können. Sie werden zunehmend in Echtzeit für Roboter und autonom fahrende Computer eingesetzt, um ihre Umgebung zu verstehen und durch sie zu navigieren. Die Daten in einer Punktwolke eignen sich gut zum Erkennen und Identifizieren von Oberflächen und Objekten, z.B. anderen Autos, Straßenschildern und Fahrbahnmarkierungen. OxTS ist grundlegend daran beteiligt, Automobilherstellern dabei zu helfen, die Navigationsdaten zu erhalten, die sie benötigen, um LiDAR-Daten in der autonomen Fahrzeugentwicklung und bei der Erstellung von Punktwolken zur Verwendung in der Vermessung einzusetzen. Entfernungen und Volumina lassen sich mit Hilfe von Software zur Punktwolkenanalyse leicht berechnen, und die Intensität kann dabei helfen, verschiedene Materialien zu identifizieren. Eine weitere Funktion, die LiDAR bietet, ist die Mehrfachrückgabe. Dadurch kann ein Laserpuls (der einen endlichen Querschnitt hat) von mehreren Oberflächen zurückprallen, um mehrere Punkte desselben Pulses zu erhalten. Dies ist besonders nützlich, um Fenster zu sehen und auch durch sie hindurch zu sehen, aber auch für unzählige andere Anwendungen, wie z.B. das Sehen der Spitze einer Baumlinie und auch des Bodens beim Überfliegen mit einem UAV. Es kann auch verwendet werden, um die Schneehöhe zu sehen. Der LiDAR kann die oberste Schneeschicht sehen und erhält auch eine weitere starke Rückmeldung vom Boden darunter.
Unter OxTS sehen wir, wie LiDAR-Punktwolken für die Entwicklung von fahrerlosen Autos und Arbeitsfahrzeugen, Küsten- und Waldmanagement, Infrastrukturüberwachung (Schilder, Abflüsse, Brücken, Straßenoberflächen, Eisenbahnen usw.), Erstellung von 3D-Modellen von Städten, Erkundung von Pipelines und vieles mehr verwendet werden. Das Endprodukt ist ein einfaches Dateiformat, für das die Möglichkeiten nahezu endlos sind - und wir sehen immer wieder neue Anwendungen, die Punktwolken verwenden.
Lesen Sie den nächsten Abschnitt in der Reihe 'Was ist eine Punktwolke? Wie entsteht eine Punktewolke? (Was ist eine georeferenzierte Punktwolke?)
OxTS LiDAR-Vermessungsbroschüre
Bitte hier klicken um Ihre PDF-Kopie der LiDAR-Vermessungsbroschüre zu erhalten und mehr über hochgenaue und wiederholbare Navigationsdaten für die Punktwolkenanalyse zu erfahren.
Punktwolken-Webinare
Das Team von OxTS veranstaltet regelmäßig Webinare, um Wissen auszutauschen und Kunden zu unterstützen, damit sie das Beste aus ihren OxTS Produkten herausholen können. Hier sind einige der Webinare, die Sie sich ansehen möchten, um mehr über dieses Thema zu erfahren:
Wie Sie das Beste aus Ihren Daten herausholen: Eine Bohrlochkalibrierungs-Demo zur Erstellung einer Punktewolke
Um die bestmöglichen Positions- und Orientierungsdaten zu erhalten, müssen Vermessungs- und Kartierungsexperten ihre LiDAR-Geräte mit einem INS koppeln. Die Kopplung von LiDAR- und INS-Geräten kann jedoch von vornherein zu Ungenauigkeiten aufgrund von Offsets führen, die ohne irgendeine Form der datengesteuerten Kalibrierung schwer zu messen sind. Treten Sie OxTS Produktingenieur Jacob Amacker bei, um zu diskutieren, wie Sie die beste Ausgabe aus Ihren Daten erzielen können.
Punktwolkengenauigkeit: Wie Fehlerfaktoren vermieden oder abgeschwächt werden können
Um genaue Punktwolken zu erzeugen, müssen Vermessungs- und Kartierungsexperten ihre LiDAR-Geräte mit einem INS für beste Positions- und Orientierungsdaten koppeln. Viele Faktoren können jedoch die Qualität einer Punktwolke beeinflussen. Kommen Sie mit Sam Souliman, Senior Support Engineer bei OxTS, um die Auswirkungen der einzelnen Parameter auf die endgültige Qualität der Punktwolke zu diskutieren und Vorschläge zur Verbesserung des Ergebnisses oder zur Milderung der Auswirkungen der einzelnen Parameter zu machen.
Erweiterte Einrichtung für LiDAR-Vermessung mit Drohnen
Sam beitreten Souliman, Senior Support Engineer bei OxTS, um zu erfahren, wie man am besten eine OxTS Trägheitsnavigationssystem (INS) zur LiDAR-Vermessung mit Hilfe von Drohnen. Dies ist eine fortgeschrittene Sitzung für erfahrene NAVconfig Benutzer.
Warum ist es wichtig, ein INS auf einem mobilen Kartierungsfahrzeug zu verwenden?
Die mobile Kartierung bietet die Möglichkeit, ein bestimmtes Gebiet schnell und effizient zu kartieren. Bei der Datenerfassung können jedoch die Genauigkeit, Präzision und Häufigkeit der Messungen je nach Umgebung, in der die Erhebung stattfindet, dramatisch variieren. Nehmen Sie an diesem Webinar mit Paris Austin, OxTS Business Manager, teil, wenn er erörtert, warum es wichtig ist, bei der Durchführung einer mobilen Umfrage ein Trägheitsnavigationssystem (INS) zu verwenden.
