Feima Robotics SLAM1000
A Shenzhen Feima Robotics 2015-ben alakult, több mint 240 technológiai szabadalommal rendelkező kínai high-tech vállalat. Portfóliójában elsősorban az UAV-k és az azokkal kapcsolatos távérzékelés dominálnak, ugyanakkor 10 éve már, hogy első kézi mobil térképező rendszere, a SLAM2000 megjelent.
A gyártó forgófejes szkennerrel rendelkező SLAM100 eszközéről írt cikkem még 2023-ban jelent meg.
Talán a legtöbb utólagos kiegészítéssel ellátott publikációm, ugyanis többször is módomban állt tesztelni, illetve éles munkákon is dolgozni vele és a folyamatos fejlesztések nyomán a mérőrendszer mindig jobb és jobb minőségű, pontosabb pontfelhőket prezentált. Megmondom őszintén a mai napig a legjobb közép-felsőkategóriás SLAM-nek tartom.
Talán nem titok, hogy a LIVOX mid360 szkennerszenzorokkal ellátott SLAM-ek geodéziai felhasználhatósága kapcsán szkeptikus vagyok. Úgy gondolom, kiválóan alkalmazhatóak minden olyan iparágban, ahol a nagy sebességű, nagytömegű téradatgyűjtést deciméteres nagyságrendű relatív pontossággal kell végrehajtani. Ám eddigi tapasztalataim alapján meggyőződésem, hogy pl. egy joghatással járó tervezési alaptérkép elkészítéséhez, vagy egy BIM modell – megvalósul állapot nagy megbízhatóságú összevetésére nem ajánlhatók jó szívvel.
Ilyen prekoncepcióval álltam tehát hozzá a Feima Robotics SLAM1000 kézi szkenner vizsgálatához.
Ugyan több műszaki eredmény megfelelt a korábban tapasztalt várakozásaimnak, ki merem jelenteni, hogy ebben a kategóriában, ezzel a szenzorral az eddigi talán legszebb 3D-pontfelhőket sikerült produkálnom.
A vizsgálódásaim során több irodai szoftvert is használtam, a csomagban kapott SLAM GO POST PRO előfeldolgozó mellett. Ilyen volt a sokat használt nagy kedvenc, díjmentes CloudCompare, mely számos szerkesztési funkcióval bír. De átnézegettem a pontfelhőket a kínai AlphaStudio-val is, mely demó módban is kínál néhány hasznos opciót, ráadásul elég szépen renderel.
De kezdjük az elején!
A SLAM1000 egy aprócska, puhafalú hordtáskában érkezett, érezhető, hogy a gyártó nagy hangsúlyt fektetett a kompaktságra. Ennél a SLAM konstrukciójánál ugyanis már csak a Pocket3D mérőrendszere a kisebb és könnyebb.
A főegység elején egy jókora, 210° látómezőjű, 12 Mpx-es kamera van elhelyezve. A mérés közben folyamatos videórögzítés történik, ebből valósul meg a pontfelhők RGB, valódi színezése. Ez az egyébként bármilyen lejátszóban végig pörgethető videó nagy vizuális segítséget jelenthet a pontfelhő feldolgozásakor is.
A szkennelésért a már fent említett Livox mid360 szenzor a felelős. Ügyesen ferdén került elhelyezésre, így a tervezők elejét is vették a már ismert előre néző, 62°-os vakkúp problémának.
A műszer 200.000 pontot szkennel másodpercenként, maximális hatótávolsága, visszaverő felület függvényében kb. 40-70 méter. Leírt relatív pontossága pedig ~2 cm.
Az adatkiolvasás USB-C konnektoron keresztül történik a fejezetből. Ehhez – nagyon felhasználóbarát módon – nincs szükség a szkenner energiaellátására, azaz elég csak a főegységet kábelen az irodai gépünkhöz csatolni és már mehet is a mérési eredmények kimásolása.
Az alapcsomag egy nyélakkut tartalmaz, mely kb. 100 perces munkaidőt biztosít. Ezt egy, a szkenneregység alján lévő sínbe kattanásig betolva műszerünk máris méréskész! A nyélakku szintén USB C-n keresztül tölthető, töltöttségi állapotáról gombnyomásra egy LED-soron tájékozódhatunk.
A műszer tömege akkuval mindössze 1.160 gramm, ami igazán csekélynek mondható. Ugyanakkor idővel ezt is megérzi karjában a hordozója.
Mint már gyakorlatilag valamennyi kézi mobil térképező rendszernél, a terepi vezérlés itt is megoldható egy egyszerű okostelefonnal. A SLAM GO egy Android-os ingyenes alkalmazás, mely valós időben támogatja a terepi vizualizációt észlelés közben.
A fogantyú aljára a már jól ismert háromágú talp kerülhet, amit egy fülescsavarral rögzítünk. Ha nem is tesszük oda a műszert földre, falra kihelyezett alappontokra észlelés közben, a talp jó szolgálatot tehet mérésindításkor. Ilyenkor ugyanis néhány másodpercig nyugalmi helyzetben kell lennie a szenzornak.
Maga a SLAM1000 nem tartalmaz panorámakamerát, de csatolható hozzá külső eszközként.
A műszer tesztelését többféle módszerrel valósítottam meg.
Elöljáróban el kell mondani, hogy a 200.000 pt/mp sebesség nagyon-nagyon kényelmes sétatempóban képes csak részletgazdag pontfelhőt létrehozni. Ez pl. beltéri észleléseknél, szűk helyeken hatványozottan igaz, mert ugyan itt a távolságok rövidek, de a trajektória is számos irányváltással tűzdelt.
Az első vizsgálati terület egy belvárosi, viszonylag szűk kereszteződés volt, melyben TunnelTech Kft.-s kollégáimmal állószkennelést hajtottunk végre a SLAM észleléssel párhuzamosan.
Ez esetben a két eszközből származó pontfelhőt hasonlítottuk össze, természetesen az állószkennert tekintve referenciának.
A felhő-felhő illesztést követően meglepően jó mérési eredmények születtek. A pontfelhők közös metszeteiben az egymástól mért ponttávolságok 4-5 centimétert, vagy annál jobb értékeket mutattak. Igaz, a munkaterület mérete az egymásra merőleges irányokban nem haladta meg a 60-65 métert.
A következő két teszthelyszínen a már megszokott módszert alkalmaztam. RTK GNSS vevővel illesztőpontokat mértem (aknák, felfestések), majd átazonosítva, levettem azokat a pontfelhőből. Így az EOV-ban lévő és a SLAM koordinátarendszerben lévő diszkrét pontok közti távolságokat vetettem össze.
Referenciának a GNSS észlelést vettem alapul.
Az eredményeket tartalmazó táblázatokból (lm.: Képgaléria) két dolog világlik ki markánsan.
Az egyik, hogy a pontfelhőben nyúlnak a távolságok a GNSS észlelésekhez képest. A másik, hogy a ponttávolságok növekedésével szépen megugranak az eltéréseik is. Itt jól előjönnek a technológiából adódó deciméter nagyságrendű koordinátaeltérések.
Mint mindig, most is fontos hangsúlyozni, hogy ezt a módszert terhelik a GNSS észlelések, valamint a pont átazonosítási hibák is.
A negyedik tesztszkennelés egy épület kültéri-beltéri felmérési kombináció volt és noha a helyszín mérete mindössze kb. 50 x 50 méter volt, az objektum alaposan körbe lett járva, azaz maga a trajektória ennek a sokszorosára növekedett.
A pontfelhőt mérőállomással bemért fekete-fehér céltáblás illesztőpontokra regisztráltam abszolút értelemben a CloudCompare-ben. A terepen prizma nélküli távmérési móddal bemért és pontfelhőben átazonosított részletekben ugyanúgy benne voltak a fent említett, jellemző 14-16 cm-es koordinátaeltérések.
Mivel ezt a műszervizsgálatot csaknem egyidőben végeztem a korábban publikált STEC SLi-vel, még elérhető volt számomra az ott ismertetett STEC ClodIO irodai alkalmazás egy hónapos demo verziója.
Tettem tehát egy próbát és a már georeferált pontfelhőt beolvastam ebbe a szoftverbe is LAS formátumban, illetve importáltam mellé a műszerből származó illesztőpontokat. Ezt követően a „Control point correction” paranccsal „újra igazítottam” a kontrollpontokat.
A pontfelhő újabb ellenőrzése ezután meghökkentően jó eredményeket produkált: a korábban vizsgált pontok 4-5 cm-re helyükre kerültek.
Mi történhetett?
A CloudCompare-ben rigid térbeli transzformációt használtam, viszont a CloudIO-ban használt megoldás feltehetően nem az volt.
Lehet, hogy a FORGEO-n keresztül érdemes lenne ezzel megkeresni a STEC-et. A Feima féle SLAM GO POST PRO-ban is van lehetőség arra, hogy listából beolvassunk illesztőpontokat, viszont a szoftver ezeket a számításokat csak hardverkulccsal hajlandó elvégezni. Azt viszont a tesztelés után, a műszerrel együtt visszaadtam. Így sajnos nem jutottam teljesen a végére…
Ki tudja? Lehet, ha módom lesz még további vizsgálatokra, a Feima Robotics SLAM1000 is egy több kiigazított publikációt, folytatást megért mérőrendszer lesz, mint a korábban említett nagy testvére?
Mindenesetre, ha ezek az előfeldolgozó alkalmazások gumilepedős transzformációt alkalmaznak, rövid távolságokon képesek lehetnek „kihúzni” a pontfelhő bizonytalanságait.
Persze, ez is csak akkor működik jól, ha az illesztőpontok pozícionálása kiváló minőségű, azok mérőállomással lettek meghatározva és kiegyenlített kerethálózatból lettek levezetve. Néhány epochás RTK mérésből származó GCP-k csak nagyobb hibát vihetnek a megoldásba, mint ami a mérőrendszer pontatlansága.
Összességében mit lehet elmondani a Feima SLAM1000-ről?
Pontfelhői kategóriájában kifejezetten szépek, egészen élesnek mondható inklinációkkal.
Lassú haladással, kompakt munkaterületeken önmagában hozza az itt megszokott deciméteres nagyságrendű pontosságot.
Jó minőségű alapponthálózatról kitett illesztőpontok alkalmazásával ez tovább finomítható, akár szub-deciméteres tartományig. Persze, a kettő közötti bizonytalanság végig ott lebeg felhasználó feje felett, ami a belépő szintű SLAM-eknél megszokott, ugyanakkor durva hibát (pl. nagy mértékű szellemkép, használhatatlan illesztés) nekem nem produkált.
Végül tehát nem marad más hátra, mint hogy megköszönjem Forgó Zoltán Úrnak és a FORGEO Kft.-nek az újabb tesztelési lehetőséget.
Képgaléria:
SLAM1000 az irodában
Comments