移動測繪 | 車載移動測繪照進實景三維現實

上海滬敖信息科技有限公司 2023-05-30 13:18:31 118  瀏覽

• Leigh Surveyors公司總部位于澳大利亞布里斯班，專注于交通基礎設施市場。該公司通過持續對激光雷達、掃描機器人以及對最 新移動測繪技術的投資，提供更全面、更精確的解決方案，保持著行業領先地位，并為數字孿生奠定基礎。

  
  

  本篇文章是對該公司的數字工程主管Chris Power的訪談錄，他分享了新近對移動測繪技術的測試和部署經過，以及對隨之而來的趨勢、挑戰及優勢的思考，希望能對您的工作有所啟發和幫助。

  
  

  Chris Power和Leigh Surveyors公司的所有者兼測量師Rupert Leigh
  

  
  

  對于基礎設施測量員而言，移動測繪面臨的最 大挑戰是什么？

  準確性。我們看到過很多效果不錯的地面激光雷達數點云數據。然而，很多這樣的例子都依賴于幾何匹配或“點云對點云”的配準來拼接出完整的測量范圍，而不總是將點云數據嵌套到對應的地理參考框架中。因為誤差累積和“短邊控制長邊”等問題，這樣做無法保證數據的準確性。而我們經過測試發現，Trimble? MX9以其搭配的測量工作流程，可以將數據各項誤差控制在項目的設計要求范圍內，屢試不爽。

  
  

  更為先進的移動掃描技術是如何提高生產能力的？

  這些能夠自動創建精確點云來替代傳統的人工采集數據是真正的重大轉變。移動測繪解決方案，特別是MX9開辟了更多、更新的生產能力。現在，測量設備和軟件通過計算就能干活，可生成任意大小的精確點云，生產效率僅受CPU、GPU和內存等因素限制，而不是人力。

  
  

  有沒有一項移動掃描技術真正脫穎而出？

  最讓我驚訝的是 IMU（GNSS慣導）。有一次，我們正在掃描一條8公里長的隧道。從一端獲得GNSS固定開始，一路開到另一端，然后在沒有重新建立GNSS固定的情況下，就沿著相反的方向駛回。在進行了PPK處理后，我們發現IMU在16公里的范圍內偏差不到13厘米。這是我萬萬沒想到的！

  
  

  你測試過高精度移動測繪設備嗎?你的工作流程是什么?

  在過去的12個月里，我們制作了近200公里的移動測繪點云成果，非常詳細地顯示了高速公路和復雜的城市環境。經驗證達到20到25毫米的絕 對精度和10到15毫米的相對精度，這意味著這些點云數據已經足以應用于要求較高的土木工程應用（設計、勘察與施工）。這是移動測繪領域的重大突破。

  
  

  在工作流程方面，我們的項目采用GNSS基站和Trimble SX10掃描機器人來完成首級控制和計算平滑最 佳估計軌跡，所有這些包括精確點云的生產，都直接在Trimble Business Center (TBC) 一個軟件中處理。

  
  

  在3D實體模型和網格模型方面，我們從TBC導出基準數據，并在Civil 3D中創建BIM數據，生成IFC BIM模型導入TBC，然后可以將其與表面、字符串和點云一起轉換為12da格式。

  （編者注：12da是12d Model軟件的數據格式，12d Model是澳大利亞12d Solutions公司解決地形建模、測量、土木設計問題的綜合軟件。TBC支持與幾乎所有市場主流GIS、BIM及各種行業軟件進行數據交換。）

  
  

  
  

  既然您具備了這些功能，那您近期有哪些移動測繪上的應用？

  正是這種精度質量水平為路面養護、現狀測量、勘察測量和竣工測量打開了大門。例如，MX9點云數據可達到的精細程度和相對精度被業主接受進行公路路面狀況評估和變形測繪。我們還用這次公路掃描采集的附帶數據對現有橋梁進行了建模。

  
  

  內城外環路項目是我們廣泛使用MX9的首批大型項目之一。客戶要求進行維護測量，但不想大動干戈。因為他們不想影響這條繁忙高速公路上的交通。我們在周日早上五點出門，載著MX9，一路開車就整個干完了。達到25毫米的絕 對精度也只是多花了點時間來配準。但它仍然比需要測量人員直接上路的傳統測量快得多，而且測量人員上路施測必須要進行交通控制等繁瑣條件。

  
  

  我們的親身經歷有效地證明了，車載移動測繪有助于在不需要封路的情況下，以最 高安全標準進行竣工、勘察和維護測量。數據的細節和精細程度也是前所未有的，而且工期遠遠少于人員上路施測的傳統測量。

  
  

  高精度移動測繪對BIM和數字孿生的未來意味著什么？

  對于測量員來說，高精度點云讓我們一步邁入BIM世界，為數字孿生提供了基礎。BIM無法回避地理現實，而在當今先進的移動測繪解決方案的幫助下，測量員是搞定地理信息的合適人選。

  
  

  我創建的第 一個數字孿生模型是用于一條6公里，約2.5億美元的高速公路升級項目。這是澳大利亞高速公路項目的第 一個LOD500 BIM模型。昆士蘭交通當局已經使用它來更新他們的工程測量標準和技術規范，以便將激光雷達技術和3D實體模型和網格模型集成到測量成果中。

  
  

  
  

  最近，我們為另一個河濱快速路項目創建了一個數字孿生模型。我們采集這個數據的目的，就是為了方便向該客戶以及未來的客戶展示我們的能力。同時，我們對工作流程做了詳盡的記錄，這將為我們日后的工作開展提供支持。

  
  

  在處理數字孿生時，您認為其他人應該考慮哪些方法？

  數字孿生的價值是進化的。當您看到這些項目如何提供自動化重要合同流程（如質量保證）的機會時，真正的價值就實現了。將啟動、調度、編排、質量保證和竣工任務等項目捆綁在一個單一的進化模型中具有強大的優勢。平臺是關鍵！

  
  

  該模型一開始是一個設計模型，然后轉換為程序模型，這是一個與現場一致的空間數據模型。然后，通過提供一個實用的規劃平臺來管理可施工性評估、設計變更、放樣文件和質量保證，從而將設計與竣工聯系起來。

  
  

  到這個階段，該模型可以被視為“竣工”，盡管它實際上是一個質保驅動的狀態變化。質保結果被添加到模型中，然后使用最 終的移動掃描測段來完成施工階段，并在缺陷責任期開始時采集工程狀態。

  
  

  您的客戶意識到點云數據的優勢了嗎?

  當然。設計專業人員知道，他們可以使用精確的點云將設計與現有條件相結合，并具有所需的所有上下文和準確性，管理員也可以輕松地掌控位置準確的詳細報告。大型和中型承包商現在正在發展他們的數字工程能力，爭奪最 優秀人才的競賽已經開始。

  
  

  對使用移動測繪技術尚有顧慮的行業、業主/運營商/承包商，您有什么建議嗎？

  試想一下，在這個極端天氣越來越多的世界里，難道我們還要讓測量員在35攝氏度的高溫和90%的濕度下每天工作10小時？行業需要車載移動測繪系統，測量行業需要提供更具吸引力的工作場景來吸引新的測量員。如果您可以坐在空調車里舒適地測量一個項目，那為什么不這樣做呢？況且準確性已經達到并且反復驗證可行。