KAARTA: революция мобильного лазерного сканирования в режиме реального времени

Думаю вся работа от начала - до получения облака составила минут 5 (не больше).Система не только сшивает в реальном времени, она и онлайн визуализирует все облако, которое Вы можете на мониторе самого прибора покрутить в 3D, приблизить, удалить.
Сейчас производитель работает над дополнительным функционалом по распознованию и онлайн корректировке траектории по известным пунктам, это позволит проводить позиционирование данных в нужной системе координат и еще дополнительно снизить возможный дрейф траектории при съемке линейных объектов.

 

Ну похоже на революцию тогда, хотя как показывает практика все гениальные идеи сразу же перекупаются гигантами типа лейки. Кстати революционеров никто не набирает?))

 

Некоторые вопросы:
1. Эффективная дальность? Написано, что до 100 м. А в условиях реальной местности, а не помещений сколько? Например, на какой максимальной высоте можно снимать с БПЛА?
2. Какая относительная ошибка? Упомянуто, что на дальности в 25 м +-2 см. А на 50 м, на 100 м?
3. Пробивается ли сканером растительность сверху до земли? В принципе: берется множество отражений или только одно отражение? Если одно отражение, то первое или последнее?

 

Попробую ответить на Ваши вопросы:
1. Дальность в первую очередь зависит от используемого LiDAR. Сам движок KAARTA будет считать данные на любом расстояние, были бы отражения. Например для конкретного LiDAR Velodyne VLP-16 (http://velodynelidar.com/vlp-16.html) максимальная дальность отражения от объектов с высокой отражающей способностью составит 100 м, к сожалению сам производитель Velodyne не указывает насколько падает дальность получения отражения от объектов с разной отражающей способностью. Но как показывает практика, гарантированное получение отражения от объектов с низкой отражающей способностью (10-20 альбедо) не ниже 50% от максимальной дальности, т.е на расстоянии 50 метров, Вы гарантированно получите отражения от любого объекта. Рекомендованное KAARTA удаление от объекта при съемке, составляет - 50 метров.
2. Относительная ошибка, в больше степени зависит от используемого LiDAR. Точность полученный данных (Velodyne VLP-16) - составляет +-3 см на 100 м, но KAARTA дополнительно математически повышает точность данных (путем усреднения), поэтому итоговую относительную точность, на 100 м составит +-2-3 см.
3. Растительность пробивается. Опять же, для конкретного LiDAR Velodyne VLP-16 регистрируемые отражения настраиваются (либо первое, либо последнее, либо оба. Краткое описание на 4 странице http://velodynelidar.com/docs/manuals/63-9243 Rev B User Manual and Programming Guide,VLP-16.pdf ). KAARTA по умолчанию рекомендует использовать только последнее.

 

1. Если говорить об аэросъемке, то при рекомендуемых 50 м удаления нужно летать на высоте метров в 30-35. И эффективная ширина на местности получится те же метров 30, наверное. С учетом желаемых перекрытий для лучшей съемки на краях, метров 15-20?
2. Про 2 см на 25 м я взял здесь, на 3-м слайде.
3. Не найду сейчас где вычитал (или это прозвучало в вебинаре?), что мощность всей установки 8 Вт. Достаточно ли ее, чтобы с достоверной плотностью пробивать растительность? Это, конечно, лучше оценить на примерах. Есть ли сами облака точек с БПЛА, где есть сплошные участки леса? Как в видео съемки дороги, например?

 

1. В случае с KAARTA, под 50 метров нужно понимать высоту полета, следовательно эффективная ширина будет на уровне 50м (с учетом перекрытия). Для воздушного лазерного сканирования нет необходимости обеспечивать большое перекрытие, обычно достаточно и 10%.
3. Мощность 8вт, опубликована на сайте velodyne в том числе. Данной мощности конечно же хватит, что бы получить достоверные данные на всем расстоянии (даже под растительностью). К слову сканер от Riegl VUX Mini с дальностью 250м имеет мощность 16вт.
К сожалению сейчас не смог найти данные сканирования по лесу, подготовил пару скринов по сканированию приусадебного хозяйства.
Белым отображена траектория движения сканера на БПЛА.

​

 

1. В принципе, в общем случае, учитывая высоты деревьев нашей части суши (до 40 м) и высоты, допустим, 16-этажных домов, летать нужно не ниже этих 50 м. Это на ровной местности. С учетом перепадов рельефа и домов большей этажности нужно бы раза в два-три выше в условном среднем случае.
При том, что у нас три противоречащих показателя: эффективная дальность сканера, связанная с ней ширина захвата, т.е. требуемое время съемки территории и возможная длительность полета беспилотника. Меньше дальность - дольше снимать - больше запусков. Дороже съемка.
2. Это покажут только облака точек.
3. Нужны сами облака точек с лесными массивами, а не отдельными деревьями.

 

Разрешите вопрос не совсем по теме - вы как-то страхуете беспилотник с лидаром?
Всё-таки падение не дешёвое выходит

 

1. Согласен. В идеале для Ваших целей оптимально подойдет классический воздушный лазерный сканер, который спокойно снимает с высоты 1 км и выше несколько часов, но тут цена, вес, аренда экипажа, получение разрешений .... В случае с KAARTA все таки не совсем корректно рассматривать только лишь как воздушный сканер, не стоит забывать, что эту систему можно без проблем ставить на любое движущееся средство вплоть до сканирования с руки.
2.3 К сожалению сейчас у меня нет в наличии облаков точек по лесу, как появятся - сразу размещу тут. Есть достаточно наглядный скрин на сайте производителя.
https://static1.squarespace.com/sta...4446a/1496680541959/terrain-scan?format=1000w

--- Сообщения объединены, 26 июл 2017, Оригинальное время сообщения: 26 июл 2017 ---

Пока никак не страхуем. Вероятность падения хорошего квадрокоптера в нормальных условиях не очень велика.

 

1. Здесь и сейчас мы все-таки рассматриваем возможности применения KAARTA, в т.ч. как воздушного, с БПЛА.
2. По картинке невозможно понять. Чтобы оценить реальные возможности нужны хотя бы облака точек. Еще лучше пробные съемки, конечно.

 

Виталий, ты задаешь очевидные вопросы)) или не до конца в теме по SLAM алгоритмам. Напомню, задача SLAM при локализации состоит в получении позиции LiDARа, опираясь на данные IMU (грубо) и сенсоров (точно), которые в свою очередь зависят от окружающих условий - освещенности, структурности и тп.
Оператор, в зависимости от того какой объект, например туннель, в котором априори не очень хорошо работает LiDAR сенсор - может выставлять соответствующие настройки (одна кнопка), которые позволят получать данные более высокого качества с упором на визуальную одометрию и ограничение вращения данных в плоскости xy (pitch) и тп..

 

Тестируем новую функцию от KAARTA Contour - привязка к уже существующему облаку точек.
На видео облако точек получено (год назад) лазерным сканером Stonex X300 (в режиме минимальной плотности). Используя систему KAARTA Contour, мы загружаем облако точек Stonex X300 в систему KAARTA Сontour, позиционируемся в пространстве и начинаем сканирование с визуализацией в реальном времени.
На скриншотах в цвете отображены данные Stonex X300, в серой градации облако точек KAARTA Contour + траектория движения (в раскраске он начала до конца синий - красный)