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浅析海达数云新品HiScan-SLAM及其在行业中的应用

2016 / 07 / 01

  编者按:

  近期WGDC大会上,海达数云新品HiScan-SLAM室内移动测量系统首次亮相,便受行业内的高度关注。会后前来咨询的客户络绎不绝,今天小编就和您一起剖析HiScan-SLAM,探探它如此受追捧的原因。

  背景:

  据统计,人类大约80%以上的行为活动发生在室内,室内活动场所占据了人们工作、学习、生活的绝大部分,同时,由于室内空间变得越来越庞大与复杂,人们对大型超市、商场、图书馆、医院、博物馆、停车场、机场等公共场所或陌生环境的定位与位置引导需求也越发强烈。区别于室外开阔的场景,人们要在无GPS信号情况下获取室内空间高精度、多细节的三维信息非常困难。目前,室内定位技术主要有图像、红外、超声、射频识别、蓝牙、无线局域网、超宽带、蜂窝网络、伪卫星、惯性测量单元、ZigBee等多种方式,上述方式定位精度差异较大,要在其基础上进行快速、实时的制作精确的室内地图存在瓶颈。实际上,室内环境的高精度三维信息获取类似于机器人在未知环境进行定位和制图,在机器人领域称之为同步定位与制图(SLAM,Simultaneous Localization and Mapping),因此,室内测量领域完全可以借助SLAM技术来获取室内空间数据,其中,基于Lidar的SLAM利用激光扫描仪作为传感器,获取地图数据是目前最稳定、最可靠、高性能的方式。

  室内移动测量系统:

  海达数云作为三维激光实景技术的生力军,借助其在移动测量系统领域的优势,突破基于激光的SLAM技术,将激光扫描仪、全景相机、里程编码器集成于一体,推出了HiScan-SLAM室内移动测量系统,应用于室内定位、室内空间信息获取与成图

  · 基本原理

  HiScan-SLAM室内移动测量系统工作的基本原理是设备在移动过程中利用定位激光扫描仪获取点云,借助编码器采集里程信息,以便于在后续的数据融合过程中,使用SLAM算法解算高精度的轨迹,其中,每个轨迹点包含了采集的具体时间、全局坐标系下的位置及姿态信息,然后根据载体与三维激光扫描仪、全景相机之间的空间关系,解算出在全局坐标系下激光点云坐标及拍照时刻的位置和关系,从而完成室内空间三维实景信息的获取。

  · 技术流程

  HiScan-SLAM包含外业采集、内业处理和成果发布几个步骤。利用操控软件完成外业采集,然后通过轨迹软件进行解算,得到HiScan标准工程数据,通过成熟完整的自主软件体系进行处理,得到室内全景、室内二维图和室内三维模型


基于SLAM的室内移动测量系统数据处理技术流程

  典型应用领域:

  · 室内测图

  HiScan-SLAM能够快速获取地下空间、室内环境的三维点云和全景,行进过程中能实时显示扫描点云数据,利用点云数据能够绘制出室内空间的轮廓图,为后续商场零售、停车场反向寻车、公共场所路径引导等室内定位应用提供可靠的室内地图支持。


  · BIM建模

  HiScan-SLAM对现代非规则建筑的室内空间信息能够轻松获取,基于动态采集的高精度点云能为三维建模提供基础数据,结合自主研发的三维建模软件能够快速的生成模型,满足建筑物BIM建设需求

  · 全景导航

  HiScan-SLAM除了可以获取室内空间环境的高精度点云,同时还可以获取连续的全景影像,利用实景生产与发布软件生成的室内全景,结合室内二维平面图,可以对地铁站、机场、大型商场等室内空间进行全景导航

  随着移动互联网的普及、传感技术的发展与物联网应用的兴起,促使室内定位成为刚需,带动了室内空间信息获取与应用需求的日益增长。HiScan-SLAM凭借其灵活、机动的特性,基于LiDAR的SLAM技术,能够快速、实时、精准的获取室内环境的三维激光点云、全景影像和行驶轨迹,能够为室内定位、室内二三维地图和三维模型生产提供数据支持。室内移动测量系统未来在智能制造、物流跟踪、零售销售、智慧城市、智慧建筑等领域将有广阔的应用前景,市场空间巨大。

  (注:该文部分素材取自于《测绘通报》6月刊,论文专栏,《基于SLAM的室内移动测量系统及其应用》,余建伟博士等著)

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