Térszkennelési Csapatommal először 2022 januárjában volt módunk kipróbálni kézi mobil térképező rendszereket.
Először egy GeoSLAM HORIZON-t, majd kicsivel később egy Stonex XH120-t.
Aztán csaknem egy év kihagyás után a FEIMA SLAM100 következett. Ez utóbbi már nélkülözte a külső telepet, adattárolót és kábeleket. Volt szerencsénk néhány hónapon belül kétszer is tesztelni és azt tapasztaltuk, ilyen rövid idő is elég volt arra a fejlesztésében, hogy csaknem egy fél nagyságrendet javuljon pontfelhőinek megbízhatósága. Ez a hihetetlen ütemű fejlődés persze az egész iparágra igaz, ugyanakkor számomra ez volt az első jel, hogy bizony a kézi mobil térképezési megoldásokban még sokkal több van, mint első megjelenésükkor gondoltam.
FJ Dynamics műszerekkel néhány éve a Debreceni Egyetem GIS Konferencia műszerkiállításán találkoztam, a 3D Geosolutions Hungary Kft. standján.
Maga a 2017-ben alapított gyártói cégcsoport a kínai Sencsen-ben (Shenzhen) található. Portfóliójában a geodéziai GNSS és SLAM megoldások mellett számos építőipari- és mezőgazdasági gépvezérlés is szerepel.
No, de térjünk is rá mai cikkünk alanyára az FJD Trion P1 kézi szkennerre!
Aprócska kemény falú dobozban érkezett, amiben a tervezők minden kis helyet és zsebet ügyesen kihasználtak a mérőrendszer és tartozékai számára.
Bizony!
A FJD Trion P1 kézi szkenner egyik nagy előnye elképesztő kompaktsága: mérete és tömege is kisebb a hasonló eszközökéhez képest.
A mérőrendszer három fő elemből áll.
Az első és legfontosabb az 1 kg-os mérő- és adatrögzítő központi egység, a szkenner érzékelővel, 512 GB belső memóriával, az adat kiolvasást támogató USB 3.0 konnektorral, USB-C csatlakozóval, bekapcsoló gombbal, stb.
Ennek áramellátását – a második fő rész – egy markolatakkumulátor biztosítja, melynek töltöttségét LED-soros kijelzőn ellenőrizhetjük. Töltése USB-C csatlakozón keresztül valósul meg. Telepekből egyébként kettőt is kapunk a csomagban.
Szükség is van rá, mert működési időtartama egy töltéssel a gyári vállalás szerint kb. 2 óra. Ezt magam is megtapasztaltam, igaz, pont egy hidegebb őszi napon (é.: 9 °C -12 °C).
Harmadik egység a szferikus képalkotás. Ez tulajdonképpen egy 18 MPx-es Insta360 akciókamera. Ha valódi RGB színes pontfelhőt szeretnénk előállítani, elengedhetetlen a szkenner tetejére installálása. Önálló energiaellátása, adattárolásra szolgáló microSD kártyája és aprócska érintőképernyője van.
A bolti változathoz képest itt kapott egy rögzítőtalpat, illetve egy kurta USB-C kábellel kell a központi egységhez csatolni.
A három fő rész összeillesztése nagyon egyszerű és kényelmes: az egységeket háromszög alakú síneken csak egymásba kell csúsztatni. Leszereléskor egy-egy gombot benyomva ezek pillanatok alatt széthúzhatóak.
A szkennermarkolat aljához egy pontjel furattal ellátott műanyag talp csavarozható. Más kéziszkennerekhez hasonlóan, a Trion P1 esetében is ennek segítségével tudunk rámérni illesztőpontokra, úgy, hogy rájuk helyezzük a műszert.
Emellett a szkennelés megkezdése előtti inicializálásnál is segít nyugalomban tartani a mérőrendszert, valamely sík felületre letéve.
A műszer tehát egy kis tömegű és -méretű terepi megoldás. Ezt elsősorban annak köszönheti, hogy a korábban itt is bemutatott kézi mobil térképező rendszerekkel ellentétben nem forgófejes kialakítású.
Így a készülék elején található plexi félgömb mögé rejtett szenzorok 360°-os munkatartománya vertikálisan értendő.
Ugyanakkor éppen a kiépítése miatt a Trion P1 haladási irányában egy 62° nyílásszögű vakkúp keletkezik, azaz pont maga előtt nem tud leképezni környezeti információkat.
Ennek megfelelően – szemben a forgófejes kézi szkennereknél bevált „lazább” gyakorlattal – itt nagyon oda kell figyelni a helyes tartására észlelés közben.
Érdemes kissé kifelé fordítva, enyhén megdöntve használni. Ez az első néhány alkalommal okozott némi fejfájást, egyszerűen ki kellett tapasztalni és meg kellett tanulni helyesen tartani a műszert.
Ha szeretnénk kiemelni, közvetlenül el nem érhető magasan, vagy mélyen lévő részleteket is bemérni, a mérőcsomag 3 m-es, könnyű teleszkópos tartóval is kiegészíthető.
A szkenner hatótávolsága, amit a gyártó óvatosan 10%-os visszaverődés esetén 40 m-ben határoz meg, a tapasztaltak alapján kb. 60-70 m.
A szkennelési sebesség 200.000 pt/mp. A látómező pedig a korábban említett 360°x59°. Értelmezéséhez a galériában skicceltem egy magyarázó ábrát.
A mérőrendszer vezérlése többféleképpen valósulhat meg. Mivel rendelkezik IP címmel és webUI-val, az egység irányító felülete gyakorlatilag bármilyen WiFi képes eszközzel megszólítható, konfigurálható, kezelhető.
Emellett Android-ra, iOS-re elérhető az ingyenes FJD Trion Scan terepi alkalmazás is, mellyel WiFi-n keresztül ugyanúgy tudjuk vezérelni a szkennert. Ha már szóba kerültek a vezérlési lehetőségek, érdekes, hogy alapvető feldolgozásra és kiírásra elérhető egy iPAD alkalmazás is a műszerhez.
A terepi észlelés végtelenül egyszerűen zajlik.
Összeszerelés után bekapcsoljuk a szkennert, majd külön bekapcsoljuk hozzá a kamerát. A munkaterület megadása után indulhat is az észlelési folyamat.
Maga az inicializálás 25-30 másodpercet vesz igénybe. Erre az időre érdemes letenni valahová talpára a szkennert. A mérőrendszer elindítja a szkennelést, illetve automatikusan a képrögzítést hozzá.
Telefonunk, tabletünk képernyőjén folyamatosan megjelenik a leképződött környezetünk, illetve az általunk bejárt útvonal. Meg kell hagyni Trion P1 által szolgáltatott terepi vizualizáció sokkal jobban kezelhető, nagyítható és barangolható, mint az általunk korábban látottak.
Mérés közben két hibaüzenettel találkozhatunk a kijelzőn.
Az egyik – a kevésbé „szigorú” – arra figyelmeztet, hogy mozgásunk közben kevés a közös illeszthető részlet. Ilyenkor érdemes lassítani, vagy változtatni a kézi szkenner tartásán.
A másik viszont semmi jóval nem kecsegtet: a mérőrendszer egyáltalán nem tudja összerakni a pontfelhőt.
Ekkor arra kérdez rá, hogy megszakítsa-e a mérést, vagy mindenképpen folytassuk azt. Sajnos, azt tapasztaltam, hogy ekkor az elsőt kell választani. Ugyanis egyik olyan tesztmérésem sem sikerült, ahol figyelmen kívül hagytam ezt a jelzést és folytattam az észlelést.
A mérőrendszer nem feltétlenül igényli, hogy az észlelés végeztével visszatérjünk a kezdő pontra. Sőt, ha így is cselekszünk, a gyári leírás azt javasolja, hogy ne is teljes ugyanoda álljunk vissza vele.
Persze, a folyamatos illesztésnek és pozíció iterálásának itt is jót tesz, ha időről-időre lekeresztezzük trajektóriánkat.
Az FJD Trion Scan-ben nem csak észlelés közben, de utána is barangolhatjuk a kész pontfelhőt. Erre a Potree valamiféle mobil alkalmazása ad lehetőséget.
Ezzel az ingyenes, nyílt forráskódú, WebGL-alapú 3D-pontfelhő renderelő megoldással csak irodai környezetben, asztali gépen találkoztam eddig.
Itt az esetleges hibákat, csúszásokat is észre lehet venni.
A mérési adatok rögzítése a Trion P1 nagy kapacitású belső memóriájába történik, míg az Insta360 saját kártyájára rögzíti a videó fájlokat.
Az intéző felületen kijelölt szkennelési és/vagy képi fájlokat aztán vagy a központi egység USB3.0 portjára dugott pendrive-ra másoljuk ki, vagy az említett webUI használatával, WiFi-n keresztül töltjük le azokat, pl. laptopra.
A terepi eszközhöz beszerezhető a gyártó saját feldolgozó szoftvere is.
Az FJD Trion Model jól kezelhető és áttekinthető, a pontfelhőket szépen renderelő alkalmazás. Használata egyszerű, ráadásul pont a tesztelés alatt jött ki egy frissítése, ami még tovább egyszerűsítette a feldolgozás lépéseit.
Az előfeldolgozáson, georeferáláson, RGB színezésen és filterezéseken kívül a programban lehetőség van a pontfelhő klasszifikálásra (különös tekintettel a fákra), metszetrajzok készítésére, a pontfelhő vektorizálására, berepülő videó készítésére, stb. is.
Emellett számos adatkiviteli formátumot is biztosít.
A program a kiolvasott nyers fájlból újra felépíti a pontfelhőt. A korábban említett gyártóknál azt figyeltük meg, hogy azért, mert a terepen a vezérlő szoftverben szét is esett a pontfelhő, azt az irodai alkalmazás általában össze tudta húzni.
Nos, a Trion P1-nél ez nem így működik.
Az a pontfelhő, melyet hibásnak látunk a terepen, az sajnos az irodában is az marad.Volt egy olyan körbemért háztömb például, ahol visszatérve a kiinduló kereszteződésbe, a mérőrendszer a többszörösen átfedéssel szkennelt közös részeken kezdte olló-szerűen szétnyitni az utcát.
Ez már a valós idejű terepi vizualizációban és a nézegetőben is meglátszott. Ugyan a hibás pontfelhődarabokat az irodában sem lehet újra összeregisztrálni, de mivel a hiba éppen a projekt végén keletkezett, a Trion Model-ben a trajektória oda eső részének levágásával orvosolható volt a probléma.
A gyártó a pontfelhőn belüli illesztési hibák kisimítására a területen kirakott, jó pozícióval rendelkező illesztőpontok felkeresését és bemérését javasolja.
Bármilyen pontfelhőből származtatott eredménytermék, legyen az 3D-vektorkiértékelés, felület,- vagy szilárdtest modell, abszolút értelemben annyira lesz megbízható, amennyire az alapjául szolgáló 3D pontfelhő.
A pontfelhő annyira „lesz a helyén”, amennyire az illesztőpontjai. Az illesztőpontok megbízhatósága pedig a kerethálózat megbízhatóságától függ. Ha tehát gyengén szerepel az alapponthálózatunk, akkor a hibaterjedés bizony okozhat kellemetlen perceket feldolgozáskor.
Egy állószkennerek esetében az abszolút illesztés mindig egy merev transzformáció.
Nyilván terheli kerethálózati hiba, az illesztőpontok terepi meghatározási, illetve azok átazonosítási hibái.
Ezek a hagyományos geodéziai módszerekben is benne vannak csak másképpen.
…és persze minden munkafolyamat minden lépcsőfokán találkozhatunk a jó öreg személyi hibával!
Ugyanakkor, a kalkulációt követően a maradék ellentmondások az illesztőpontokon homogén módon jellemzik az állószkennerből származó pontfelhő egészét.
A Trion P1 kézi szkenner esetében más a helyzet.
Az illesztőpontok nem csak a kész pontfelhő georeferálást, hanem menet közben a SLAM-ből származó pontfelhődarabok összerakását, relatív illesztését is segítik.
Feldolgozáskor ugyanis egyfajta gumilepedőként feszítik ki maguk közé a pontfelhőt. Ez persze nagyon előnyös a SLAM módszerből származó tipikus sodródási, csúszási pontfelhő hibák kiküszöbölésére.
Főleg jellegzetes részletek nélküli, vagy éppen monotonon ismétlődő részletekkel teli mérési helyszíneken.Ha viszont az illesztőpontokra támaszkodunk, nagyon fontos, hogy azok pontossága, egymáshoz viszonyított helyzete megfelelő legyen.
Éppen ezért sem tartom jelen ionoszféra állapot mellett túl jó ötletnek a - kéziszkenneres észlelések relatív- és abszolút regisztrációjához mostanában oly’ buzgón hirdetett,- RTK GNSS vevővel történő illesztőpont meghatározást. Lehet, hogy az így, nem-túl-jó-FIX megoldással kirakott illesztőpontok nagyobb hibát visznek bele a pontfelhőbe, mint a SLAM észlelés jellegzetes és ismert problémái.
Ugyanakkor kézi mobil térképezéshez elbíbelődni egy tisztességes alapponthálózat kialakításával, illesztőpontok mérőállomással való meghatározásával, lehet, hogy pont a SLAM dinamizmusból származó előnyét oltja ki.
A vizsgálódásaink során - éppen a fentiek miatt - illesztőpontok nélkül igyekeztünk csúcsra járatni az eszköz teljesítményét.
Először is a mérés indításkor fontos, hogy a műszer ne kézben legyen tartva, hanem az inicializálás vízszintes felületre letéve, nyugalomban történjen. Úgy vettem észre, inerciális elmozdulás mérő egysége érzékeny erre, így volt olyan pontfelhő projekt, ahol a koordinátatengelyek felcserélődtek emiatt.
Mint mondtam a helyes tartás elengedhetetlen észleléskor, ha ugyanis a kapaszkodót jelentő jellegzetes részletek a műszerrel szemben, a vakkúpban vannak, pontfelhőnk szintén szétesik, amiről ugyan a szkenner korrektül azonnal figyelmeztet, ám nem esik jól terepen.
Minden pontfelhő illesztés réme, az izgő-mozgó növényzet itt is odafigyelést igényel. Egy szél fújta nádassal erősen benőtt hídáteresz aljából például lehetetlenség volt elindítani a mérést, így a műtárgy másik, kitisztított és kellő részletességgel bíró oldaláról tudtuk csak észlelést megkezdeni.
Ezek nyilván mind-mind tanulópénzt jelentettek számunkra.
Aztán összeszokva az eszközzel kifejezetten szép belvárosi utcarészletet tudtunk RGB pontfelhőből összehozni, illetve a TSPC Székház aulája és a hét emeletes lépcsőháza is gyönyörűen, hiba nélkül összeállt.
A pontfelhőben található síkok „vastagsága” mindig jó indikátora egy mérőrendszer szórásának. Ez a Trion P1 esetében falsíkokban, illetve útburkolatoknál 3-7 mm között mozgott, ami nagyon jónak mondható ebben a versenykategóriában.
Összegezve a FJD Trion P1-ről leszűrt tapasztalatokat; zárt, vagy belső terek, szűkebb külterek, illetve részletgazdag helyszínek felmérésekor kimondottan jól teljesített.
A tágasabb tereken, feltehetőleg a rövidebb hatótávolság miatt esetünkben már vegyesebb képet mutatott, illetve a lágyszárú, magas, hajladozó növényzet kifejezetten rosszul hatott rá.
A műszercsomag ára egyébként kiépítés, irodai szoftvermodulok, illetve év végi akciók függvényében is mindössze 5 millió Forint körül mozog, ami viszont nagyon elgondolkodtató lehet egy SLAM technológia beszerzés előtt álló vállalkozás számára.
Végezetül nincs más hátra, mint hogy megköszönjem a tesztelési lehetőséget a 3D Geosolutions Hungary Kft.-nek, Váradi Attila ügyvezető, illetve az áldozatos és profi supportot biztosító Mercsek Péter Úrnak.
Képgaléria
Comments