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数据采集

并非所有扫描数据的质量都相同,它们会因所用传感器、被扫描的环境、采集方法以及数据处理的质量而异。最终的视觉表示,无论是作为点云还是网格查看,都取决于输入数据的质量和完整性。遵循正确的采集流程并生成处理良好的数据集,可确保 Prevu3D 内的最佳视觉保真度和用户体验。


由于 Prevu3D 提供高分辨率网格解决方案,因此使用合适的设备正确采集数据以获得最佳结果非常重要。以下是正确采集环境数据的推荐要求。

地面扫描,也称为地面激光扫描(TLS)或地基激光雷达扫描,是一种用于采集物体或环境高度详细和精确的三维(3D)数据的技术。

SLAM 代表同步定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping),是一种用于机器人和计算机视觉的技术,使设备(例如机器人或相机)能够绘制其环境地图,同时确定其自身在该环境中的位置。SLAM 通过使用各种传感器(例如相机、激光雷达(光探测和测距)和 IMU(惯性测量单元))来收集有关周围环境的数据。

一个简化的区别:TLS 是静态的,SLAM 是在扫描时移动的

由于易用性和移动性,SLAM 扫描仪通常更具成本效益。当及时采集数据是优先事项时,它们更受青睐。话虽如此,速度会对质量产生影响。地面扫描仪需要更多时间,但如果操作得当,将实现更高的质量。

无人机摄影测量使用重叠的航空图像采集结构、场所和景观。这些图像经过处理以生成点云、网格和带纹理的 3D 模型。

无人机摄影测量非常适合:

  • 户外环境、大型场所、屋顶、立面和难以进入的区域

  • 补充 TLS/SLAM 以覆盖地面扫描不可行的区域

  • 高效采集大规模几何体

虽然无人机摄影测量能生成视觉上丰富的网格和广泛的覆盖范围,但其几何精度在很大程度上取决于飞行规划和图像对齐的质量。为获得最佳结果,请考虑将无人机数据与 TLS 或 SLAM 扫描相结合。

360° 相机可用于使用基于视频的摄影测量采集环境。它不采集静态扫描或图像,而是在步行穿过环境时录制 360° 视频。这种方法提供了进入 Prevu3D 生态系统的简单且经济高效的切入点,允许用户使用轻便且广泛可用的设备开始记录空间。

典型的用例包括:

  • 快速记录室内设施

  • 以最少的设置或设备采集环境

  • 为检查、规划或协作创建空间的视觉文档

  • 在采用更高精度的采集技术之前提供一个易于访问的第一步

许多组织由于低硬件成本和快速的采集流程而从 360° 采集工作流程开始,之后在需要更高的几何精度时扩展到更高端的技术,例如 SLAM 或 TLS 扫描

虽然处理流水线会生成 3D 网格表示,但几何精度不应被视为此采集方法的主要目标。网格主要用作空间导航的视觉容器

360° 视频采集的主要价值在于能够:

  • 通过沉浸式全景视图导航环境

  • 直观地探索空间和设备

此工作流程通过其网格和全景图输出为环境提供强大的视觉上下文。

为确保成功处理,必须遵循正确的采集技术和相机设置。

有关完整的采集说明,请参阅:
360° 相机采集指南

Gaussian splat 与本页面上的其他采集方法略有不同。目前还没有单一的标准设备或工作流程来生成它们——生态系统仍在发展,多种采集组合都可以产生良好的结果。

需要记住的几点:

  • 图像丰富的采集最为重要。 Gaussian splat 生成依赖于场景的许多重叠视图。你采集的高质量图像越多——来自不同的位置和角度——生成的 splat 就越好。这超越了传统的摄影测量:任何能生成密集、分布良好的图像集的工作流程都可以成为有用的来源。

  • 多种采集路径均可行。 splat 可以从专用摄影测量图像集、视频帧、360° 采集或混合硬件生成。例如,一些供应商(如 xGrids)利用其 SLAM 设备直接从其自己的系统生成 Gaussian splat。

  • 目前尚无标准化的最佳实践。 由于采集和处理领域尚不成熟,因此没有普遍推荐的设备或流程。请预期需要使用你的硬件和处理工具进行试验,以找到最适合你环境的方法。

在上传数据之前,需要根据所用的采集设备和软件导出采集的数据。扫描仪和配准的质量越好,输出质量和精度就越好。

根据用于扫描的支持的采集设备,需要精心策划导出设置以满足上传过程的所有要求。

为了获得 Prevu3D 所能提供的最高质量,建议使用高端 TLS 扫描仪,如 Leica RTC360、FARO S 系列等。归根结底,所需的质量实际上取决于我们的需求,应在规划扫描项目时清晰沟通。

为避免结果不完整并限制环境的遮挡,需要彻底扫描环境,以确保采集所有细节。

  • 作为一般做法,扫描设置应间隔 3-5 米(10 至 16 英尺)。

  • 建议在设备、重要物体周围以及拥挤区域进行额外扫描,以确保没有遗漏细节。

在有足够光照和可见度的环境中进行扫描,以确保详细采集。

  • 适当的光照:

    • 确保你正在扫描的空间有优质的光照

    • 需要照亮黑暗区域才能正确记录数据

    • 避免来自窗户或聚光灯的过度曝光光照

  • 影像的色彩平衡

  • 首选 HDR 影像

为避免采集数据中的失真误差,建议在目标关注视图内几乎没有移动或没有正在执行操作的时间扫描环境

  • 建议**:**

    • 在非高峰时段扫描

    • 消除/限制扫描中移动的人员和设备

    • 如果要完成多天的采集,请尝试在同一天采集完整区域,以最大限度地减少采集日之间物体的潜在移动

我们编写了 2 份与最佳扫描实践相关的白皮书: