Leica BLK2GO PULSE Leica BLK2GO PULSE reprezentuje nową granicę w ręcznym skanowaniu laserowym, w tym nowatorską implementację dwóch czujników czasu przelotu (ToF), aby stworzyć doświadczenie skanowania “z pierwszej osoby”. Porozmawialiśmy z menedżerem produktu BLK Gian-Philipp Patri, aby porozmawiać o dążeniu Leica Geosystems do realizacji innowacyjnych nowych technologii i o tym, jak powstał BLK2GO PULSE.
Porozmawiajmy o genezie BLK2GO PULSE. Skąd się wziął?
Hexagon dużo inwestuje w badania i rozwój. Fundamentalne elementy BLK2GO PULSE pochodzą ze wspólnego przedsięwzięcia z firmą Sony, która opracowała nowy czujnik czasu przelotu. Naszym zadaniem było przyjrzenie się tej technologii i wyobrażenie sobie jej możliwości. Czy to może być coś? A jeśli tak, to do czego może się przydać?
Im bardziej się z nią zapoznawaliśmy i patrzyliśmy na nią z różnych perspektyw, zdawaliśmy sobie sprawę, że niektóre elementy zapewniają wyjątkowe korzyści w porównaniu z naszymi obecnymi rozwiązaniami, od sposobu, w jaki czujniki działają z jednolitą siatką, po natychmiastowe kolorowe chmury punktów, które są teraz możliwe. Zaczyna się od wyjścia z naszej strefy komfortu i znalezienia w niej możliwości.
Wiem, że kluczowym elementem BLK2GO PULSE są nie tylko czujniki, ale fakt, że są dwa. Jak udało się to połączyć?
Dzięki funkcji Time-of-Flight uzyskuje się określone pole widzenia, a naszym zamiarem było zintegrowanie więcej niż jednego ToF ze względu na kilka korzyści – najważniejszą z nich było przechwytywanie większej ilości danych w krótszym czasie.
BLK2GO z dwuosiowym LiDAR-em rejestruje całą kopułę, często zawierając dane, których nie zamierzasz rejestrować.
Dzięki podwójnym ToF-om zostaliśmy zaproszeni do myślenia w inny sposób, a tam, gdzie wylądowaliśmy, było: Co jeśli ustawimy je obok siebie? Wzięcie dwóch czujników i połączenie ich w jedno rozwiązanie nie było łatwym zadaniem! Ponieważ cała kalibracja wykonana dla jednego czujnika musi działać dla obu razem. To spory wysiłek.
Ale dwa dobrze rozmieszczone czujniki mogą uchwycić wszystko, czego użytkownik może potrzebować, jednocześnie optymalizując koszty, aby obniżyć cenę końcową dla naszych klientów.
Tak narodziło się “skanowanie pierwszoosobowe”.
To nowy termin. Co tak naprawdę oznacza "skanowanie pierwszoosobowe"?
Zasadniczo oznacza to, że widzisz to, co widzi skaner. Dwa czujniki są umieszczone jak “oczy”, a po podłączeniu BLK2GO PULSE do aplikacji BLK Live na smartfonie zamontowanym na urządzeniu, to, co widzisz na wyświetlaczu, jest w rzeczywistości tym, co przechwytujesz, gdy to się dzieje.
Jest to nowy sposób działania, który sprawia, że procesy robocze są szybsze, a dane znacznie lżejsze, ponieważ przechwytujesz tylko dokładnie te dane, których potrzebujesz.
Pomyśl o planie piętra. Dlaczego mam przechwytywać sufit, jeśli chcę przechwycić podłogę? To tylko niepotrzebnie powiększa dane, a następnie trzeba je przenieść, przetworzyć, a następnie poświęcić czas na usunięcie tych dodatkowych danych, prawda? To nie jest inteligentny sposób działania.
A potem, nawet jeśli wprowadzisz dane BLK2GO PULSE do przetwarzania końcowego, pakiet jest mniejszy, ponieważ nie musisz przetwarzać danych dotyczących sufitu lub obiektów, którymi nie jesteś zainteresowany, ponieważ miałeś kontrolę i ich nie przechwyciłeś. Doskonale.
Kolejne zagadnienie. Technologia PULSE - to coś więcej niż tylko nowy czujnik, prawda?
Tak. Technologia PULSE to połączenie tego podwójnego ToF LiDAR z GrandSLAM.
GrandSLAM to połączenie wizualnego systemu inercyjnego (VIS) i LiDAR, gdzie VIS to połączenie kamer i inercyjnej jednostki pomiarowej (IMU). Wszystko to pozwala śledzić, gdzie jesteś w przestrzeni i wykonywać jednoczesną lokalizację i mapowanie. W ten sposób można mapować świat z nieznanej pozycji w czasie rzeczywistym.
Łatwo byłoby powiedzieć: “Ok, możemy zastąpić dwuosiowy LiDAR tym LiDAR-em czasu lotu. Tak więc zestaw informacji XY jest zasilany przez inny rodzaj czujnika”.
Ale potem zdaliśmy sobie sprawę, że nie chodzi tylko o zastąpienie jednego elementu innym, ale naprawdę zastanowienie się nad naszymi wyjątkowymi zaletami tego nowego czujnika. Gdy się w to zagłębiliśmy, odkryliśmy, że możemy kolorować w czasie rzeczywistym.
Dlaczego BLK2GO PULSE może to robić, a BLK2GO nie?
To dobre pytanie. Ma to związek z ilością danych i synchronizacją. W przypadku GrandSLAM kamery przechwytują dane wizualne w określonych odstępach czasu, a w BLK2GO dwuosiowy LiDAR przechwytuje dane w zupełnie innych odstępach czasu – 420 000 punktów na sekundę. Tak więc informacje o kolorze otrzymywane są regularnie, ale rzadziej niż czujnik LiDAR zbiera punkty. W rezultacie wiele z rejestrowanych punktów nie zawiera jeszcze informacji o kolorze. Nie można tego rozwiązać w czasie rzeczywistym, ponieważ częstotliwości nie pasują do siebie. Można to zrobić tylko w postprodukcji.
Inaczej jest w przypadku BLK2GO PULSE, ponieważ czas przelotu jest rodzajem kamery 3D, w której w każdym impulsie uzyskujemy informacje 3D i możemy zsynchronizować te impulsy z częstotliwością kamery. Oznacza to, że za jednym strzałem BLK2GO PULSE można przejść z systemu LiDAR do systemu kamery do kolorów RGB.
Pozwala to dokładnie określić, że ten pojedynczy punkt ma ten konkretny kolor w czasie rzeczywistym. Połącz wszystkie te punkty razem, a otrzymasz natychmiast pokolorowaną chmurę punktów.
Jest to bardziej obrazowe i mniej poprawne technicznie wyjaśnienie niż to, którego udzieliłby ci dział badawczo-rozwojowy, ale chodzi o to, że połączenie czujników jest bardzo skomplikowane technicznie. Firmy Hexagon i Sony wspólnie to jednak opracowały, a rezultatem jest natychmiastowe renderowanie chmury punktów w terenie w sposób, w jaki nigdy wcześniej tego nie robiono.
