A kis és középkategóriás SLAM-ekről…
- Stenzel Sándor
- Jul 17
- 6 min read
Az utóbbi időben volt módom több kézi mobil térképező rendszert, – népszerűbb nevén SLAM-et – is kipróbálni.
Úgy gondolom, felesleges lenne mindegyikről leírogatnom (majdnem) ugyanazt.
Inkább magát a jelenséget foglalnám össze, az előnyöket, illetve a veszélyeket, melyeket meglátásom szerint, ezek a szkennerek tartogatnak szakágunk, a Geodézia számára.
Azt kell mondanom, hogy fejlődésük az elmúlt néhány évben elvitathatatlan és megállíthatatlan. Egyértelmű, hogy egyre „vékonyabb” pontfelhőt képesek produkálni, melyek egyre letisztultabbak.
Persze attól, hogy pl. egy RGB színes pontfelhő távolról szép, mint a hajnali furulyaszó, még egyáltalán nem biztos, hogy pontos is. Ha belenagyítva szétesik, az élek, a sarkok zavarosak, le vannak gömbölyödve, hiányoznak, vagy rosszul azonosíthatók a fontos, jellegzetes részletek, nem beszélve a sodródási, nyúlási hibákról, szellemképekről, ismétlődésekről, akkor utó-feldolgozhatóság és ezzel együtt felhasználhatóság lehetősége jelentősen beszűkül. Ráadásul a piacon fellelhető kézi mobil térképezőrendszerek palettája nagyon széles és az áron kívül nagyon komoly eltérés mutatkozik az eredménytermékek minőségében is.
Volt szerencsém kézbe fogni olyan kézi szkennert, melyből származó pontfelhőben az élek élek, a sarkok pedig sarkok voltak, mint ahogy azt egy állószkenner pontfelhőjétől alapvetően elvárjuk. Na, de annak a kézi SLAM-nek az ára is egy állószkenneréhez volt fogható. Sajnos, a rövid kipróbálása nem adott lehetőséget a mélyebb vizsgálódásra, vagy összehasonlításra, így az a műszer nem lesz a jelen cikk tárgya.
Ne legyenek illúzióink és főleg ne legyünk ál-naívak: a 700.000 Ft-os műszer egyszerűen nem ugyanaz a termék, mint a 7.000.000-Ft-os, vagy a 18.000.000 Ft-os!
Nem mindegy, hogy hatótávolságban 40 métert kapunk a pénzünkért, vagy 120-at, vagy sebességben másodpercenként 300.000 pontot, vagy 640.000-t, esetleg csaknem 2 milliót!
Ezek az egyszerű műszaki paraméterek egyébként a marketingben jól hangzó pl. közúti járműre, UAV-re átszerelhetőségre is komoly hatással vannak. Gondoljunk a repülési magasságra, az egy négyzetméterre eső pontok számára, a szórásra, a visszajövő jel torzításra…!
Mindenesetre, éppen a széles kínálat miatt, nagyon nehéz kategorikusan és általánosan kinyilvánítani, vagy elvetni a kézi mobil térképező rendszerek használatát a nagy pontosságigényű feladatokban.
Természetesen, a piaci felhasználó azt várja el a gyártótól, a forgalmazótól, (sőt, volt aki egyenesen tőlem), hogy kimondja például azt a tételmondatot, hogy „a kézi szkennerek tervezési alaptérképi tartalom elkészítésére alkalmasak”.
Nos, biztosan van, amelyik igen és biztosan van, amelyik nem.
Ugyanakkor a kérdést nem így kellene feltenni, a választ pedig nem ennyire leegyszerűsítve kellene megfogalmazni!
Bizonyára a most következőkkel a pofonládát fogom feszegetni, de úgy gondolom, el kell kezdeni szakmán belül kitárgyalni ezeket a jelenségeket és tételeket, mert hatásaik már érezhetően szakágunkon kívülre gyűrűztek tovább…és ez nem válik az előnyünkre!
Ha valaki megcsinálta a leckét, az tisztában van pl. a részletpontok rendűségével és azok pontossági mérőszámaival. Így egy R1 rendűségűt nem mérünk fel RTK GNSS-szel sem, hiszen annak elvárt pontossága 30 mm. Ennek ellenére sokan megteszik?
De meg ám!
Nem egyszer hallom azt is, hogy „van olyan tervezési alaptérkép, ami nem kell ’olyan’ pontosan”…
Pedig, nem, NINCS olyan, hogy kisebb pontosságú tervezési alaptérkép!
Vajon egy szerettünk operációjánál elfogadjuk-e az orvostól, hogy nem sikerült annyira jól a műtét, csak úgy nagyjából? Vagy az autószalonból kihozott kocsi esetén azt, hogy időnként kihagy egy-egy ütem, de nagyjából azért működik?
A tervezési alaptérkép tartalmában is van olyan részletpont típus, amit RTK GNSS-szel is meg lehet (sőt, azzal hatékony!!!) megmérni (növényzet, földárok teteje-alja, raszterpontok, stb.), de kiemelt szegély aljához-tetejéhez, úttengelyhez, épületrészlethez stb. igenis tegyük oda a függőlegesen tartott prizmát, vagy irányozzuk meg PN módban, de mindenképpen mérőállomással mérjük be!
A mérnöki szemléletet előíró/elváró feladatokhoz álljunk már hozzá mérnöki szemlélettel!
Ha ugyanis mi nem tesszük, más sem teszi meg...és nem is lesz okunk felháborodni!
A tervező (majd) tervez az innen-onnan megszerzett (jó esetben szerkeszthető, rossz esetben PDF) ingatlan-nyilvántartási térképre, hiszen a Geodétától úgyis csak nagyjából kap pontatlan-pontos munkát, azaz „jelöletlen” DWG-t!
A kivitelező meg majd „úgyis kihúzza” fánglival a térképi-terepi eltéréseket!
Legyünk igényesek a kezünkből kikerülő eredménytermékre!
A DWG önmagában nem „geodézia”, mindig legyen mögé téve, hogy ki, hogyan, miből készítette! Szoktassuk rá a megrendelőket, hogy „valamilyen rajz” helyett mérnöki műszaki dokumentációt várjon el a földmérőktől!
Meglátásom szerint ez egy középtávú kiút lehet a szakágunknak ebből az „árversenyes”, jogosulatlan szakmagyakorlásos lejtmenetből, amibe sodorta magát…
Egyébként feltűnt, hogy hányan lovagolják meg a névtelenséget, az utolérhetetlenséget? A szakmán belülről származó, kétes eredetű és minőségű, kibogozhatatlan vektorállomány sem ritka, de a legrosszabb, hogy a geoinformatikai megoldások fejlődésével, egyszerűsödésével és árcsökkenésével egyre gyakoribb a szakmán kívülről érkező ilyen tartalmú „alapanyag”.
Bocsánat! Elkalandoztam, térjünk tehát vissza a kis költségvetésű kézi szkennerekhez!
Ha már tisztáztuk magunkban, mire akarjuk használni, az új SLAM-ünk beszerzésekor a jó döntést igazán csak a többszörös tesztelését követően lehet(ne) meghozni. Azért írom ezt, mert átolvasgatva a műszer prospektusokat, nem igazán világlik ki, melyik gyártó/forgalmazó milyen pontossági mérőszámokat ad meg.
Félreértés ne essék, senki szavahihetőségét nem kívánom megkérdőjelezni!
Pont ezért is mondogatom folyton, hogy jó lenne egy igazi közös szakmai szókincs kialakítása, vagy legalább az egyetemen tanult fogalmak felelevenítése! Így idővel kikopnának, nem jelennének meg a neten olyan szolgáltatói vállalások, vagy éppen megrendelői igények, mint a „milliméter pontos pontfelhő” meg „pontfelhőből származtatott centiméteres pontosságú modell”!
(Egy újfajta, ilyesmikre figyelő közös szakmai vállalás is újabb kilábalási lehetőség lehet a válságból a földmérés számára!)
Tehát a kéziszkennelés eredményeit leginkább az ugyanazon a munkaterületen – lehetőleg kül,- és beltérben egyaránt – végrehajtott nagy pontosságú állószkennelésből származó pontfelhővel kellene összevetni.
Ez tapasztalati úton ad választ akár a relatív, akár az abszolút pontosság kérdéseire.
Az elmúlt időszakban nem egy ilyet hajtottunk végre a Geodéziai Osztályon kollégáimmal kis- és középkategóriás SLAM-ekre.
Azt vizsgáltuk, hogy az illesztett, két technológiából származó pontfelhők mennyire „ülnek” egymáson.
A közép,- illetve közép-felső kategóriában (é.: 7-9 m Ft nettó) elérhető, forgó fejes SLAM esetében a felhő-felhő illesztést követően a metszetekben maximum 35 mm-t találtunk közöttük. Ugyanakkor ne feledjük, hogy már a relatív illesztés maradék középhibája is nagyjából ilyen mértékű volt, ami – különösen összeadódva – szintén alaposan terhelheti, ronthatja a teljes pontosságot.
Kipróbáltuk az azonos, mérőállomással bemért, ismert koordinátájú illesztőpontokra történő regisztrációt is. Ebben az esetben az illesztőpontok meghatározási, valamint a manuális pontkijelölés hibái is benne vannak a hibaterjedésben.
Ezzel a módszerrel is stabilan, 32-35 mm-es eltéréseket kaptunk a pontfelhők közt.
Elmondható, hogy ezek az eszközök azért már lassan tényleg alulról súrolják egy tervezési alaptérképnél elvárható mérnöki pontossági határokat! Némi további fejlesztéssel nem lehetetlen vállalkozás megugrani azokat!
A LIVOX szkennerfejjel rendelkező, alsó-középkategóriában (é.: ~5 m Ft nettó) kicsit rosszabbak lettek ezek az értékek, jócskán kellett „gépészkedni” és a felhő-felhő illesztéskor bizony egy esetben a méretarányon is húzni kellett. De a végül mindig összeállt pontfelhő, a maga formájában és súlycsoportjában koherens lett, durva hibákba, részletek ismétlődésébe nem futottunk bele az ellenőrzéskor. A SLAM pontfelhő a legrosszabb helyeken is 50 - 65 mm-re ült rá a statikus szkennerére. A hangsúlyt itt érdemes arra helyezni, hogy ezek az eszközök a vállalt bizonytalanságot hozták, esetenként annál jobbat eredményt is hoztak.
Nagyon érdekes, hogy majdnem ezzel egyező, sőt helyenként a középkategóriás forgófejes szkenneréhez is hasonló értékek jöttek az alsó kategóriájú (é.: 2-3 m Ft nettó), LIVOX műszereknél is, DE…és most jön a „nagy DE”!
Az olcsó SLAM-ek ezeket a pontossági számokat, illetve egyáltalán a használható pontfelhőt nekünk teljes mértékben véletlenszerűen hozták. Ez azt jelenti, hogy volt munkaterület, ahol 30 (!!!)-50 mm körül mozogtak a hibák az állószkenneréhez képest, ugyanakkor volt olyan projekt is, ahol a pontfelhő össze sem állt. Máskor pedig a távolról szépnek, simítottnak és „vékonynak” tűnő pontfelhőn belül, tüzetesebb vizsgálódás után 24 cm-es, sőt egy esetben beltérben 54 cm-es (!!!) magassági duplázódást, szellemképet is sikerült találnunk. Mivel itt már a pontfelhőn belül mutatkoztak a hibák nem is volt értelme a további összevetésnek a referencia pontfelhővel.
Ha párhuzamot kellene vonnom más geodéziai észlelési módszerekkel, a korai RTK GNSS-eket mondanám. Úgy tűnt, hogy az alsó polcos SLAM-ek esetében sosem tudni, mikor adnak „ál-FIX megoldást”, azaz mikor jön össze a pontfelhő és az éppen mennyire lesz pontos. Meglehet, tesztjeink koránt sem reprezentatívak, de úgy nézett ki, ez az arány 60:40%...
Persze, erre lehet mondani, hogy nem jól használtuk a kézi mobil térképező rendszereket, nem volt megfelelő az észleléskori hordozási sebesség, hibás volt az eszköz tartása, rosszul választottunk ki a felmérési területeket, mi magunk is menet közben tanultunk bele a SLAM módszerbe, műszerbe, stb. --- jogos és teljesen elfogadható, bár a másik két eszközkategóriában ezeknek szintén elő kellett volna jönni.
De vegyük úgy, hogy nem vagyunk labor, csak néhány lelkes földmérő kolléga, aki gyártófüggetlenül kísérletezgetett egy jót a napi munkaterhelés mellett!
Ugyanakkor azt sem szabad elfelejteni, hogy esetünkben mindig volt egy állószkennerből származó referencia pontfelhő is, egy olyan összehasonlítási alap, melyre a legnagyobb igyekezettel és legjobb szándékkal próbáltuk ráhúzni a SLAM eredményeit.
Ez egy piaci felhasználónak, iparszerű felméréskor nem feltétlenül áll rendelkezésére, vagy nincs rá ideje. Ha pedig igen és folyton ellenőriznie kell a SLAM-ét az állószkennerével, az nem eredményez különösebben hatékony terepi jelenlétet.
Kontrollmérés nélkül viszont marad a durva hibák vizuális kiszűrése, illetve a megingathatatlan hit, hogy a belépő kategóriás SLAM-ből származó pontfelhő nem nyúlik, vagy rövidül, mint a gumilepedő és megfelel arra a célnak, amire eszközét beszerezte.
Ez pedig a saját tesztek alapján, főleg a kis kategóriás eszközök esetében empirikus úton és megismételhető módon nagyjából a szub-deciméter, ami lássuk be tervezési alaptérképhez kevés!
De pl. objektum kataszterhez (fa, utcabútor, látható közmű stb.), földtömegszámításhoz, barlangméréshez, előzetes méréstervezéshez, vagy mozgóképes látványtervnek, valamint bármilyen egyéb térinformatikai adatgyűjtéshez kiváló műszaki alapot szolgáltathatnak.
Persze, nem is szabad leírni a kisebb kategóriájú, alacsony költségvetésű kézi mobil térképező rendszereket!
Erejük, – csakúgy mint bármelyik SLAM-nek – megkérdőjelezhetetlen dinamizmusukban rejlik, ahogy ez annak idején az RTK vevők megjelenésekor jelentett áttörést a terepi geodéziában!
A megbízható, profi eszközök beszerzése viszont akkoriban is sok tanulást, önfejlesztést igényelt és bizony magasabb anyagi befektetéssel járt.
Hangsúlyozom, jelen cikknek nem volt célja ítéletet mondani a kis befektetést igénylő, belépőszintű kézi szkennerekről – hiszen nem láttuk mindet –, sokkal inkább összefoglalva a tapasztalatokat gondolatokat kívánt ébreszteni.
Mottója az az alap és örök tételmondat, ami a GEO-ban egy professzorom szájából hangzott el 1998-ban (és amit azóta is előszeretettel sajátítok ki magamnak): „Mindent arra tessék használni, amire való! Egy turmixgép motorjával nem lehet vasbeton gerendát felemelni.”
Néhány kép az eredményekről:
Comments