Програмне забезпечення LMS для обробки і аналіза даних мобільного лазерного сканування

Обробка і вивод точних даних точок хмари / зображення традиційно є критичним елементом мобільної лазерної зйомки. Ефективність має вирішальне значення для загального успіху проекту при створенні достовірно точних даних, придатних для детального вивільнення інформації, особливо в проектах з жорсткими вимогами до точності і мінливими GNSS умовами.

LMS (Lidar Mapping Suite - пакет програм лазерного картографуванян) компанії Optech - це комплексна платформа обробки даних для калібровки, орієнтації і кількісної оцінки точності мобільних даних. ПЗ Optech LMS призначено для використання в якості центрального ядра обробки сирих даних сканування і даних зображення. LMS поєднує всобі потужні алгоритми метода найменших квадратів з методами пакетної обробки і останні принципи обробки розподлених і багатопотокових даних для автоматизації калібровки датчиків, обчислення точності проекта в цілому і максимизації пропускної здатності даних. Вбудовані засоби забезпечення якості даних та засобів контролю дозволяють користувачеві всебічно оптимізувати і перевіряти точність даних без необхідності використання зовнішніх наборів інструментів.

LMS для калібрування датчика

Правильна калібровка датчика є передумовою для отримання максимальної точності даних і картографічних продуктів, а також забезпечення правильної інтеграції декількох датчиків. ПЗ LMS використовує декілька ключових принципів в своєму фундаментальному підході до калібровки датчиків і забезпеченню якості, включаючи виділення плоскої поверхні з надлишкових подробиць релєфу, прийняті в промисловості жорсткі методи автоматичної калібровки датчиків і створення надійних і відтворюваних поправок датчика:

• Надлишковість даних;
• Жорстка методологія;
• Відтворювані результати.

Калібровка системи лазерного сканування 

Механізм самокалібровки, доступний в ПЗ LMS Pro, основанний на дослідженнях і розробках, проведених протягом більш ніж десяти років і є проривом для калібровки системи сканування. Він включає в себе складні моделі оптичного датчика і удосконалені алгоритми метода найменших квадратів, що дає можливість оцінити надійні і повторювані корегування для параметрів калібровки системи сканування (наприклад, параметри датчика і орієнтування) і вимірювань (наприклад, орієнтацію і положення траекторії).

Надійна оптимізація траекторії

Основна проблема для систем мобільної зйомки заключається у визначенні положення траекторії при наявності збоїв в прийому GNSS сигналів. Основні можливості LMS Pro для оптимізації траекторії:

• Алгоритм для сегментації траекторії на основі якості GNSS рішення;
• Складне моделювання помилок для забезпечення інтегрованого рішення.

Автоматична сегментація траєкторії на основі GNSS якості - Інтерфейс дозволяє ручне редагування сегментів і візуалізацію контрольних точок (сині точки) (ліворуч)
Корекція траєкторії на основі багатоланкової моделі забезпечують плавний перехід між сегментами лінії (праворуч)

Гнучка регістрація контрольних точок

LMS дозволяє легко впроваджувати контрольні дані для оптимізації траекторії і перевірки абсолютної точності. Можливий вибір типу контрольних даних, найбільш підходящий для характеристик області проекту (або їх комбінації):

• Традиційні контрольні цілі: найкраща альтернатива для областей що не мають значної плоскої геометрії. Можливо автоматичне вимірювання на цілі типу шахматних кілток;
• Контрольні точки на плоских поверхнях: ідеально підходять для проектних зон з надлишком плоских поверхонь. Полегшує повну автоматизацію.

Автоматичне вимірювання на цілі типу шахових клітин

Точна інтеграція багатосенсорних даних

Для полегшення точного співпадіння між наборами даних сканування і зображення ПЗ LMS обчислює параметри зовнішньої орієнтації камери з використанням оптиіизованих даних траекторії від движка самокалібровки і кутів орієнтування, розрахованих з використанням зовнішнього модуля LMS (LynxView)

Візування камери в LynxView

LMS для контролю якості

ПЗ LMS спрощує перевірку проекту з допомогою вбудованих засобів контролю якості для перевірки абсолютної і відносної точності даних. Ці точності можна перевірити з допомогою ряду можливостей звтності, включаючи звіти, креслення, графіки і інструменти візуального аналіза.

Оцінка достовірності даних сканування

• Детальні звіти і креслення дозволяють провести ретельний кількісний аналіз;
• Інструменти якісного аналізу дозволяють користувачам візуально перевірити дані сканування, що перекриваються (наприклад, аналіз площини даху / лінії даху).

Візуальний контроль сумісності між даними, що перекриваються до (зліва) і після (правої) самокалібрування

Оцінка абсолютної точності даних сканування 

• Креслення і звіти дозволяють проводити загальну оцінку проекта і співставлення з опорними точками до і після самокалібровки, або через деякий час, над точкою, або у вигляді гістограми;
• 3D і 1D види дають можливість визначити різницю між окремими контрольними точками і даними сканування до і після самокалібровки.

Оцінка окремих контрольних точок через 1D вид (зліва) і 3D вид (праворуч)

Контроль якості інтеграції багатогосенсорних даних

Інструменти візуального огляду дозволяють перевірити врівноваження між наборами даних сканування і зображень.

Витягування відсканованих плоских вставкок (за інтенсивністю), проектування їх на зображення для візуального контролю корегістраціі між двома наборами даних

Витягування відсканованих плоских вставкок, проектування їх на зображення для візуального контролю корегістраціі між двома наборами даних

ПЗ LMS для підвищення продуктивності

Продуктивність і ефективність обробки критично важливі для скорочення затрат по проекту і своєчасного завершення проектів. ПЗ LMS включає в себе множину стандартних методик для отримання максимальної продуктивності обробки.

Пакетна / багатопоточна обробка

Основні програмні утиліти домогають економічно вигідно обробляти великі проекти, мінімізуючи необхідну взаємодію користувача з системою:

• Пакетна обробка великих проектів, що знаходяться в різних місцях;
• Паралельна і розподільна обробка для мінімізації тривалості обробки;
• Сумісність обробки хмари даних.

Пакетна і розподільна обробка даних

Трансформація координат в процесі роботи

Blue Marble GeoCalc SDK повністю інтегрований в ПЗ LMS, що дозволяє користувачу виводити дані сканування і зображення в бажану вихідну систему координат. Користувач має доступ до великої бази даних геодезичних перетворень і геоїдних моделей, котрі регулярно оновлюються.

Легкий вибір системи відліку

Велика база даних геодезичних перетворень і геоїдних моделей

Інтеграція з робочими процесами третіх сторін

Основною ціллю ПЗ LMS є отримання найбільш точних даних хмар точок сканування і даних по знімкам, які можливі з кількісними точними вимірюваннями, що дозволяє напряму проникати в програмне забезпечення сторонніх організацій. Для користувачів, зацікавлених в більш довільних процесах  пост-обробки даних, ПЗ LMS включає можливість запуску сторонніх виконавчих файлів через заданий користувачем командний файл (CMD або BAT). Аналогічним чином, ПЗ LMS виводить декілька стандартних галузевих форматів, включаючи LAS (1.1-1.4), LAZ.