Masowe zbieranie danych w praktyce.

Masowe zbieranie danych wymaga wydajnych i kompletnych rozwiązań pomiarowych

Kompletność rozwiązania pomiarowego jest rozumiana, jako zespół zintegrowanych sensorów pozwalających z odpowiednią dokładnością określać położenie systemu pomiarowego przy założeniu powtarzalności wyznaczania pozycji oraz reagować w czasie rzeczywistym na zmiany jakości sygnałów odbieranych przez dostępne sensory.

W przypadku systemu Topcon IP-S3 efektem finalnym jest zbiór danych opisujący trajektorię przejazdu systemu pomiarowego zintegrowany w czasie z foto panoramami oraz chmurą punktów ze skanowania laserowego. Pozwala to na transformację współrzędnych z układu pojazdu do układu geodezyjnego.

Kluczowe zatem jest stworzenie rozwiązań programowych umożliwiających prawidłowe wyznaczenie oraz kontrolę poprawności i jakości parametrów trajektorii.

W praktyce obliczenie (wyrównanie) trajektorii oraz jej sprawdzenie dokonujemy w oparciu o pary punktów (pomierzony w terenie/ zarejestrowany przez system) wskazanych na foto panoramach i/lub na chmurze punktów. Ogromne znaczenie ma więc w tym przypadku odpowiednie przygotowanie przed pomiarem punktów kontrolnych w terenie – ich rozmieszczenie i dobre markowanie.

Kolekcję terenowych danych pomiarowych wykonujemy za pomocą systemu Topcon IP-S3. Jest to system kompletny, gotowy do pracy wyposażony w świetne oprogramowanie do postprocessing’u danych Topcon Mobile Master Office. System po zamontowaniu na np. relingach dachowych jest gotowy do pracy po około 5 minutach. Rozpoczęcie pracy poprzedzone jest szybką kontrolą wizualną statusu systemu i nadaniem nazwy sesji pomiarowej. Rejestracja danych odbywa się w sposób automatyczny według ustalonych w sesji parametrów projektowych (np. foto panorama co 5 m) i nie wymaga nadzoru. Kierowca / operator systemu ma możliwość pełnej koncentracji nad bezpieczną jazdą, a system w trakcie wykonywania pomiarów samodzielnie steruje pracą i parametrami sensorów pomiarowych.

Kolejną istotną kwestią jest dobór odpowiedniej strategii gromadzenia danych – wybór optymalnej trasy przejazdu obejmującej zasięgiem cały obiekt. Kolosalne znaczenie ma także zrozumienie potrzeb odbiorcy danych – czy np. interesuje go tylko oznakowanie poziome i pionowe drogi (wystarczający przejazd „w jedną stronę”) czy interesuje go np. ukształtowanie terenu w całym pasie drogowym bardzo blisko pobocza (dwa przejazdy „w dwóch kierunkach”). Kierowca / operator systemu musi również pamiętać o właściwym zarejestrowaniu miejsc, w których zlokalizowane są terenowe punkty kontrolne. System Topcon IP-S3 znakomicie ułatwia prace w trakcie pomiaru – dostarcza w czasie rzeczywistym obraz pokrycia danymi pomiarowymi oraz prezentuje zakres wykonanej pracy. Operator / kierowca ma możliwość pełnej kontroli jakości zbieranych informacji do wyznaczenia trajektorii – może na tej podstawie podjąć decyzję o dodatkowym pomiarze odcinków o np. ograniczonej widoczności satelitów systemu GNSS.

Po zakończeniu pracy w terenie zgromadzone dane podlegają przetworzeniu w programie Topcon Mobile Master Office. W pierwszym kroku następuje sprawdzenie integralności danych, czyli sprawdzenie pozyskania danych foto oraz jakości danych zarejestrowanych przez skaner, odometr, IMU (Inertial Measurement Unit) oraz odbiornik GNSS. W kolejnym kroku dokonywane jest obliczenie trajektorii w oparciu o stację bazową GNSS lub sieć poprawek powierzchniowych np. TPINETpro. Następnie następuje połączenie 5 pojedynczych zdjęć w foto panoramę 360 o oraz przypisanie do każdej z foto panoram punktu na trajektorii z równoczesnym określeniem 3 kątów orientacji foto panoramy w przestrzeni (kąty Roll, Pitch, Yaw) względem trajektorii przejazdu. W dalszy etapie zapis skanera zostaje poddany wstępnemu przetworzeniu polegającemu na uporządkowaniu punktów w zbiorze z wykorzystaniem informacji o czasie kolekcji danych i synchronizacji tych danych z zapisami IMU. Po tej operacji wstępnie przetworzonej chmurze punktów („scan”) zostaje nadana georeferencja względem obliczonej trajektorii oraz punkty w chmurze punktów otrzymują atrybut koloru RGB na podstawie pozyskanych foto panoram. Kolejnym etapem jest wykonanie połączenia pomiędzy sąsiednimi chmurami punktów z trajektorii równoległych lub krzyżujących się i znalezienie najlepszego dopasowania przy zachowaniu zasad dokładnościowych opisanych na etapie wyrównania trajektorii. Topcon Mobile Master Office umożliwia na tym etapie wykonanie sprawdzenie jednej chmury punktów wygenerowanej dla całego projektu w oparciu o terenowe punkty kontrolne (GCPs). Proces sprawdzenia pozwala na wyznaczenie błędu położenia oraz na tzw. rozrzucenie ewentualnych poprawek na całej trajektorii wraz z możliwością wygenerowania szczegółowego raportu z wyrównania trajektorii.

Jeżeli w wyniku sprawdzenia projektu w oparciu o GCPs podjęliśmy decyzję o rozrzuceniu poprawek program automatycznie wprowadzi korekty do trajektorii pierwotnej oraz dokona ponownego ustawienia foto panoram na nowej skonsolidowanej trajektorii oraz wykona ponowne wyliczenie georeferencji chmury punktów.

Finalnym etapem opracowania projektu jest wygenerowanie chmury punktów wraz z filtrowaniem („cloud”) – jest to produkt finalny – z wszystkimi niezbędnymi atrybutami oraz w pełni metryczny względem trajektorii, czyli idąc dalej, względem lokalnego układu odniesienia.

Standardowymi produktami finalnymi dostarczanymi Zamawiającemu usługę pomiarową systemem IP-S3 są: chmura punktów 3D, foto panoramy wraz z ich georeferencją, trajektoria przejazdu. Eksport danych wykonywany jest do dowolnego układ współrzędnych.

Podstawowym wyzwaniem, jaki pojawia się przed użytkownikiem to objętość danych. Projekt o długości 10 km i foto panoramach co 10 m to zbiór danych o objętości około 45 GB danych. Chmura punktów opisana, jako jeden plik, ma objętość około 35 GB danych. Zagadnienie płynnej pracy z takimi zbiorami danych jest równie interesujące jak sam proces skanowania. W naszej pracy wykorzystujemy oprogramowanie Orbit Content Manager, które umożliwia na płynną pracę na tak dużych zbiorach nawet na średniej klasy laptopie, bez utraty jakości wizualnej chmury punktów oraz foto panoram.

Podsumowanie

System skanowania mobilnego Topcon IP-S3 jest rozwiązaniem kompletnym, sprawdzonym w działaniu oraz wyposażonym w zaawansowane oprogramowanie do postprocessing’u danych. Stabilność działania systemu, powtarzalność pomiarów oraz jakość wykonania komponentów pozwala na realizowanie dużych projektów bez obawy o efekt końcowy. Bardzo duże znaczenie ma również objęcie użytkowników systemu ekskluzywną opieką techniczną Topcon Total Care. W ramach tej opieki użytkownik otrzymuje szkolenie, ma możliwość poznania dobrych praktyk pomiarowych oraz może liczyć na szybką pomoc techniczną w sytuacjach kryzysowych.

Zapraszamy do zapoznania się z efektami działania systemu poprzez zamówienie prezentacji działania systemu lub prezentację danych końcowych – zgłoszenia prosimy wysyłać na adres orbit@tpi.com.pl.

TPI Mobile Mapping Team

MMT_TPI

 

Zostaw komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany Obowiązkowe pola są oznaczone *