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Bei OXTS sprechen wir viel darüber, wie wir Organisationen dabei helfen können, eine "vollständige LiDAR Vermessungslösungen". Aber was ist eine vollständige LiDAR-Vermessungslösung und warum sollten Sie sich dafür interessieren?
Es gibt kein Entrinnen. Bei der Vermessung ist viel Geduld gefragt. Je nachdem, welche Art von Erhebung Sie durchführen und was Sie erreichen wollen, sind viele Komponenten im Spiel. Außerdem müssen diese Komponenten im Einklang miteinander arbeiten, damit Sie das erreichen, was Sie sich vorgenommen haben.
Was sind nun die Bestandteile dieser Lösung, über die wir sprechen? Hier werden wir sie ein wenig genauer untersuchen...
LiDAR-Vermessungshardware
Wir beginnen mit einem Blick auf die Hardware. Wenn wir über Vermessungslösungen sprechen, geht es in erster Linie um die LiDAR-Vermessung. Die LiDAR-Vermessung wird immer beliebter, und das liegt zum Teil daran, dass die gesammelten Daten zur Erstellung von Messdaten verwendet werden können. 3D-Punktwolken. Eine Punktwolke ist eine Reihe von Datenpunkten, die, wenn sie gesammelt und verarbeitet werden, eine 3D-Darstellung der Welt ergeben. Eine Punktwolke kann immer wieder verwendet werden, um Projektentscheidungen zu treffen, was sie zu einer wertvollen Ressource macht.
1 - LiDAR
Es versteht sich von selbst, dass Sie für die Durchführung einer LiDAR-Vermessung und die Erstellung einer Punktwolke einen LiDAR-Sensor benötigen. Heutzutage gibt es viele LiDAR-Sensoren, jeder mit seinen eigenen speziellen Anwendungsfällen. Auch bei den Preisen gibt es große Unterschiede. Kleinere handelsübliche Scanner können bis zu £1500 kosten, während ein High-End-Scanner bis zu £750.000 kosten kann.
Die Art der Vermessung, die Sie durchführen möchten, hilft Ihnen natürlich bei der Entscheidung, welche Art von Scanner Sie benötigen. Wenn Sie zum Beispiel eine lange Basislinienerhebung mit einem UAV/einer Drohne durchführen möchten, müssen Sie die Größe und das Gewicht des LiDAR-Scanners berücksichtigen.
Außerdem haben verschiedene LiDAR-Scanner unterschiedliche Ausgaberaten. Je höher die Anzahl der Punkte pro Sekunde ist, die der Sensor ausgibt, desto dichter kann die Punktwolke sein. Es gibt noch viele andere Faktoren, die sich auf die Genauigkeit der Punktwolke auswirken, darunter die Genauigkeit des LiDAR-Sensors selbst, seine Reichweite und die Leistung über die Reichweite, um nur einige zu nennen.
2 - Trägheitsnavigationssystem (INS)
Sie haben also Ihren LiDAR-Sensor ausgewählt, was nun? Wie bereits erwähnt, gibt es einige Faktoren, die die Genauigkeit der Punktwolke beeinflussen können. Je nach Art der Vermessung (statisch oder mobil) müssen Sie möglicherweise Inertialdaten mit Ihren LiDAR-Daten verschmelzen.
Bei einer statischen LiDAR-Vermessung müssen Änderungen der Position, des Kurses, der Neigung/Rolle oder der Zeit nicht berücksichtigt werden, bei mobilen Vermessungen hingegen schon.
Ein kleiner Fehler in einem der oben genannten Faktoren kann die resultierende Punktwolke unbrauchbar machen. Daher müssen bei der Durchführung einer mobilen Vermessung die vom LiDAR-Sensor erzeugten Daten mit präzisen Trägheitsdaten von einem INS fusioniert werden, um die Genauigkeit zu gewährleisten.
Das INS gibt hochpräzise Positions-, Navigations- und Zeitinformationen aus, die es den Sensoren in Kombination mit den LiDAR-Daten ermöglichen, eine 3D-Darstellung der Umgebung an jeder beliebigen Position und zu jedem beliebigen Zeitpunkt zu erstellen.
Die vom INS gelieferten Positionsmessungen werden von eingebauten GNSS-Empfängern erzeugt, die mehrere Satellitenkonstellationen (Galileo, GPS, BeiDou und GLONASS) verfolgen. Die Navigationsmessungen stammen von einer eingebauten Trägheitsmesseinheit (IMU). Diese gibt hochpräzise Kurs- und Neigungs-/Rollmessungen aus.
Ein INS wie das OXTS xNAV650 INS ist ideal für Drohnen- und UAV-basierte Kartierungsanwendungen. Er ist leicht, klein und bietet dem LiDAR-Sensor eine Positionsgenauigkeit von 2 cm, eine Kursgenauigkeit von 0,1° und eine Neigungs-/Rollgenauigkeit von 0,05°, wodurch die Genauigkeit der Punktwolke so genau wie möglich ist.
LiDAR Vermessungs-Software
3 - INS-Software
Wie bereits erwähnt, liefert ein INS genaue Positions-, Navigations- und Zeitinformationen, die mit den LiDAR-Daten kombiniert werden können. Es muss jedoch eine Möglichkeit geben, das INS so einzurichten, dass es die erforderlichen Daten genau ausgibt und Ihnen die Nachbearbeitung und Analyse ermöglicht.
Es gibt vier Hauptfunktionen Eine wirksame INS-Software muss Folgendes leisten. Sie muss:
Konfigurieren Sie - Die Software sollte den Benutzer bei der Konfiguration des INS unterstützen, um sicherzustellen, dass er die bestmöglichen Daten erzeugen kann. Einfache Assistenten sorgen dafür, dass keine kritischen Messungen übersehen werden.
Monitor - Ein Vermesser sollte in der Lage sein, seine Daten in Echtzeit zu überwachen und zu sehen, was das INS sieht".
Nachbearbeitung - Rohdaten, die in Echtzeit auf dem INS aufgezeichnet werden, werden von einer Navigationsmaschine in ein brauchbares Format umgewandelt. Diese Methode wird als Post-Processing bezeichnet.
Analyse - Eine gute INS-Software ermöglicht eine intuitive Analyse der Vermessungsdaten. Sie gibt Ihnen die Werkzeuge an die Hand, die Sie benötigen, um Ihre Navigationsdaten nach der Vermessung darzustellen, zu verstehen und zu exportieren.
In vielen Fällen (nicht in allen!) kostet die Software zusätzlich zur INS-Hardware und ist für die Nutzung des Geräts erforderlich, aber alle OXTS INS-Geräte werden mit unserer kostenlosen NAVsuite-Software geliefert. Sie können mehr über die Software erfahren, indem Sie die OXTS NAVsuite Software-Leitfaden.
4 - LiDAR-Software zur Georeferenzierung
Sobald Sie die LiDAR-Daten erfasst haben, müssen diese mit den Navigationsdaten des INS georeferenziert werden. So kann der Benutzer eine möglichst genaue Punktwolke erstellen. Die LiDAR-Georeferenzierungssoftware wird verwendet, um die beiden Datensätze zu verschmelzen.
Die (vom GNSS-Empfänger erfassten) Positionsdaten und die (von der IMU erfassten) Navigationsdaten werden mit jedem vom LiDAR-Sensor erfassten Punkt kombiniert. Dieser Georeferenzierungsprozess ermöglicht es der Software, die Position des LiDAR-Sensors, seinen Kurs und seine Neigungs-/Rollwinkel für jeden erfassten Punkt zu verstehen. Dieser Prozess ermöglicht es der Software, eine 3D-Karte der Umgebung zu erstellen, wenn sie auf einem mobilen Kartierungsfahrzeug oder einer Drohne montiert ist.
Der Prozess ist jedoch nicht so einfach, wie die Kombination der beiden Datensätze. Es sind noch andere Faktoren im Spiel, die sich leider negativ auf die Ergebnisse auswirken können. Vermessungsingenieure sind oft auf sich allein gestellt, wenn es darum geht, Programme zu schreiben, die die Navigations- und LiDAR-Daten zur Erstellung von Punktwolken kombinieren. Für kleine Vermessungsbüros, die nicht die Zeit oder die Mittel haben, um Softwareentwickler einzustellen, ist dies oft nicht möglich. Außerdem ist dies ein sehr ineffizienter Industriestandard, der bedeutet, dass dieselbe Arbeit für jeden Vermesser wiederholt werden muss, was die Anzahl der nützlichen zusätzlichen Funktionen, die hinzugefügt werden können, einschränkt.
OXTS Georeferencer übernimmt diesen Schritt für den Vermessungsingenieur und ermöglicht es ihm, diese Herausforderung zu einem Bruchteil der Kosten und mit vielen nützlichen Funktionen zu bewältigen, die er vielleicht nicht selbst herstellen könnte.
Um eine genaue Punktwolke zu erstellen, muss die Ausrichtung zwischen den Koordinatenrahmen des Navigations- (INS) und des Vermessungsgeräts (LiDAR) mit größtmöglicher Genauigkeit gemessen werden. Dies ist mit dem Auge sehr schwierig, es gibt jedoch Software, die diesen Prozess unterstützt.
Die Verwendung von Daten zur Kalibrierung der Winkel ist eine Methode. Mehr über diese Methode erfahren Sie unter Kalibrierung des Zielfernrohrs hier.
OXTS-Georeferenzierung ist die LiDAR-Georeferenzierungssoftware von OXTS. Sie bietet Vermessungsfachleuten die Möglichkeit, Punktwolken von einer breiten Palette von LiDAR-Sensoren zu georeferenzieren. Die Software verfügt über mehrere Funktionen, die den Vermessungsfachleuten bei der Georeferenzierung helfen, darunter ein 3D-Hardware-Setup-Viewer zur Eingabe der korrekten relativen Drehwinkel und eine Zeitüberlappungstabelle, die den Vermessungsfachleuten bei der Auswahl der Start- und Endzeit ihrer Vermessung hilft. Es gibt auch ein optionales Kalibrierungswerkzeug für die Ziellinie, das Daten zur Kalibrierung der Winkel zwischen Vermessungs- und Navigationsgeräten verwendet.
Der vielleicht wichtigste Aspekt von OXTS Georeferencer ist die Tatsache, dass eine Reihe von LIDAR-Sensoren bereits in die Software integriert sind, so dass die schwierige Integrationsarbeit bereits erledigt ist.
5 - Punktwolken-Viewer-Software
Sobald Sie Ihre LiDAR-Daten georeferenziert haben und Ihre Vermessung anzeigen können, können Sie Ihre Daten in ein 3rd Punktwolken-Analyse-/Betrachtungswerkzeug.
Es gibt viele kostenlose Tools, mit denen Sie Ihre Punktwolke anzeigen und darin navigieren können. Wir bei OXTS bevorzugen eine bestimmte Software, aber es gibt auch viele kostenlose Tools, die ähnliche Funktionen bieten.
Das Tool ist einfach zu bedienen und hat mehrere Funktionen, die es zu unserer bevorzugten Software machen. Besonders gut gefällt uns, dass es einfach ist, das angezeigte Skalarfeld zu ändern und die Farbparameter zu verändern. Bitte kontaktieren Sie uns, wenn Sie weitere Informationen dazu wünschen.
Zusammenfassend
Eine vollständige LiDAR-Vermessungslösung besteht aus fünf Schlüsselelementen. Jedes dieser Elemente muss sorgfältig geprüft werden, bevor ein Kauf getätigt wird. Die ideale Lösung ermöglicht eine einfache Integration in jeder der fünf Phasen, um sicherzustellen, dass alle Elemente zusammenarbeiten, um eine möglichst genaue Punktwolke zu erstellen.
- Wird der LiDAR-Sensor die für meine Anwendung erforderliche Dichte liefern?
- Hat mein INS die richtige Größe und das richtige Gewicht für meine Nutzlast?
- Ist die INS-Software in meinem INS-Kauf enthalten?
- Muss ich eine 3rd LiDAR-Softwarelösung für die Georeferenzierung und funktioniert diese mit meinem LiDAR?
- Welche Funktionen benötige ich von meiner Pointcloud-Analyse-/Betrachtungssoftware?
Dies sind nur einige der Fragen, die Sie sich stellen müssen, bevor Sie Ihre Lösung entwickeln.
Wenn Sie Rat brauchen, dann bitte Kontakt zu OXTS und wir werden uns gerne mit Ihnen über Ihre Umfragepläne unterhalten.
Sprechen Sie noch heute mit uns über Vermessungen mit einem LiDAR-Sensor
Kontakt um Ihr LiDAR-Vermessungsprojekt zu besprechen. Wir beraten Sie gerne über die Verwendung eines INS und der dazugehörigen Software, um eine genaue 3D-Punktwolke für Ihre Anwendung zu erstellen.
