Kỷ nguyên mới của Mobile Scanning

Ngày tạo: 02/10/2020 12:36:42 CH

Lập bản đồ di động trong nhà đã qua rất nhiều thời điểm và sắp trở thành xu hướng chủ đạo. Felix Reinshagen là đồng sáng lập và Giám đốc điều hành của NavVis, một công ty được thành lập với mục tiêu thu hẹp khoảng cách giữa bản đồ kỹ thuật số ngoài trời và trong nhà. Trong cuộc phỏng vấn này, anh ấy chia sẻ quan điểm của mình về tương lai, bao gồm cả sự tự tin rằng sẽ có nhiều phát triển hơn trong các tài sản được tạo tự động từ chụp thực tế và cách quét 3D và ngành không gian địa lý được thiết lập để tác động đến thế giới ở nhiều khía cạnh.

Bạn có thấy quét laser sẽ trở thành một mặt hàng trong tương lai gần hay nó sẽ vẫn là một công việc chuyên môn với các thiết bị lớn? Và NavVis chuẩn bị cho tương lai đó như thế nào?

Khi nói đến tính khả dụng tuyệt đối và số lượng quét laze đang được thực hiện, nó chắc chắn sẽ trở thành một món hàng. Nhưng chúng ta cũng sẽ thấy chất lượng quét laser đang được thực hiện rộng rãi hơn và nó sẽ rất cụ thể đối với các công việc khác nhau và yêu cầu của chúng. Ví dụ, sẽ có những cuộc quét laze có độ chính xác thấp hơn được thực hiện bởi những người có thiết bị nhỏ hơn, ít tốn kém hơn và ít kiến thức về kỹ thuật hơn. Nhưng đồng thời, vẫn còn nhu cầu về quét laser chất lượng cao và rất chính xác. Điều đó sẽ vẫn là một công việc chuyên gia trong tương lai gần, mặc dù nó cũng sẽ được thực hiện dễ dàng hơn và nhanh hơn bằng cách sử dụng các công cụ thực hiện một phần của đảm bảo chất lượng bán tự động.

Một trong những công nghệ cốt lõi giúp mọi thứ dễ dàng hơn là SLAM (bản địa hóa và lập bản đồ đồng thời, Ed.), Nơi một phần của việc đăng ký các bộ dữ liệu khác nhau được thực hiện tự động và nơi bạn có hướng dẫn và công cụ tốt hơn như bản đồ chất lượng và giao diện người dùng đồ họa để hỗ trợ tốt hơn người dùng trong suốt một dự án. Nhưng công nghệ tương tự không chỉ giới hạn ở các thiết bị chỉ SLAM; nó cũng có trong các thiết bị hỗn hợp mà chúng ta có thể thấy trong thiết bị quét laser sử dụng tính năng tự động đăng ký và tự cân bằng.

Về cách NavVis đang chuẩn bị cho tương lai này, chúng tôi đang thiết lập tốc độ. Chúng tôi là một trong những người đầu tiên giới thiệu các thiết bị quét dựa trên SLAM thực sự mở rộng phạm vi các khu vực có thể sử dụng SLAM. Trước đây, nó thường được gắn với những bản quét chất lượng thấp. Chúng tôi đã làm cho SLAM chính xác hơn nhiều, vì vậy nó có thể phục vụ một phân khúc rộng lớn hơn nhiều trong ngành và chúng tôi đã nỗ lực rất nhiều vào khả năng sử dụng và tích hợp quy trình quét với quy trình khảo sát truyền thống. Ví dụ: việc sử dụng neo SLAM của chúng tôi (còn gọi là điểm kiểm soát mặt đất) vẫn yêu cầu một số kiến thức chuyên môn nhưng nhanh hơn rất nhiều và giảm bớt một số khó khăn, ngoài ra bạn có thể thực hiện với nhân viên có trình độ thấp hơn. Chuyên môn thực sự trong tương lai sẽ dựa vào hai điều: đầu tiên, biết và quyết định loại thiết bị bạn cần, sau đó kết hợp các cách quét khác nhau để cung cấp dữ liệu toàn diện hơn, đồng thời có chất lượng chính xác với chi phí hoàn hảo điểm. Ngày nay, chúng tôi thấy rất nhiều trường hợp phân phối quá mức về chất lượng, với chi phí quá cao, kích thước tệp và mức độ chi tiết và điều đó không nhất thiết phải phù hợp.

Felix Reinshagen trình bày tại Hội nghị thượng đỉnh NavVis ở Munich 2019. (Ảnh: Mathis Beutel)

Những thách thức chính trong việc thu được các đám mây điểm lớn hơn và chính xác hơn, và NavVis giải quyết chúng như thế nào?

Đối với các nhà khảo sát hoặc các chuyên gia quét laser bằng cách sử dụng máy quét laser trên mặt đất để tạo ra các đám mây điểm rất lớn và có độ chính xác cao, những thách thức là quá trình quét rất chậm và một lượng lớn dữ liệu đang được tạo ra. Máy quét laser trên mặt đất (TLS) không mở rộng quy mô rất tốt. Giải pháp mà chúng tôi đang cung cấp là thiết bị lập bản đồ di động dựa trên SLAM thế hệ tiếp theo có khả năng chính xác đến từng centimet, có thể mở rộng hơn nhiều và chỉ mất một phần thời gian để hoàn thành công việc. Lợi thế về thời gian của các thiết bị dựa trên SLAM sẽ phát huy tác dụng tùy thuộc vào số mét vuông cần quét. Những lợi ích không rõ ràng ngay lập tức cho chỉ một phòng, nhưng nếu bạn phải quét năm tầng hoặc thậm chí năm tòa nhà, thì lợi thế của quét dựa trên SLAM sẽ nhanh chóng tích lũy. Đó là khả năng mở rộng.

Bên cạnh việc làm cho SLAM chính xác hơn, việc chúng tôi có thể kết hợp các thiết bị lập bản đồ di động của mình với các phương pháp khảo sát truyền thống hơn cũng vô cùng hữu ích. Chúng tôi có thể kết hợp neo trên mặt đất và tường, vì vậy bạn có thể đảm bảo chất lượng cơ bản cho các phép đo của mình và điều chỉnh chất lượng theo yêu cầu công việc. Nếu bạn thực sự muốn thực hiện một quá trình quét rất đơn giản chỉ với độ chính xác cục bộ trong một môi trường nhỏ, thì bạn có thể không cần đến các neo SLAM. Nếu bạn muốn các đám mây điểm lớn, chất lượng cao, thì khả năng đồng bộ hóa các thiết bị dựa trên SLAM tiên tiến với các điểm kiểm soát mặt đất đã làm cho công nghệ của chúng tôi trở nên độc đáo.

Giám đốc điều hành NavVis Felix Reinshagen giới thiệu công nghệ NavVis với Thủ tướng Merkel và Chủ tịch Bộ trưởng Söder của Bavaria trong chuyến thăm của họ đến Đại học Kỹ thuật Munich.

Bạn sẽ sử dụng nguồn vốn mới nhận được gần đây như thế nào để phát triển công ty hơn nữa?

Khoản tài trợ bổ sung 20 triệu € do Ngân hàng Đầu tư Châu Âu cung cấp đến vào đúng thời điểm, khi thị trường quét dựa trên SLAM và thị trường song sinh kỹ thuật số đang nhanh chóng mở rộng. Chúng tôi sẽ sử dụng nó để tăng gấp đôi sự phát triển liên tục của các công nghệ cốt lõi và xây dựng hơn nữa sự hiện diện toàn cầu của chúng tôi.

Những thách thức chính trong việc lập bản đồ trong nhà và các môi trường bị từ chối GNSS khác là gì?

Khó khăn trong việc lập bản đồ các môi trường bị GNSS từ chối là bạn không có tham chiếu tuyệt đối, vì vậy bạn cần có một phương tiện khác để tạo các điểm tham chiếu rất đáng tin cậy hoặc chính xác trong nhà. Bạn sẽ cần một thiết bị SLAM ổn định hơn rất nhiều và cung cấp độ chính xác cao hơn theo thứ tự cường độ hoặc bạn sẽ cần một thiết bị có khả năng liên kết với các điểm đo được chiếu vào khu vực bị GNSS từ chối để có độ chính xác cao hơn. Phần cứng quét của chúng tôi có khả năng cả hai; các thiết bị của chúng tôi có khả năng chống trôi rất tốt, hơn nhiều so với các thiết bị SLAM khác trên thị trường và chúng có thể gắn chặt vào các điểm tham chiếu dự kiến này.

Hệ thống bản đồ di động NavVis M6 đang hoạt động.

Bây giờ bạn đã chuyển từ một giỏ hàng lớn sang một thiết bị di động hơn, bước tiếp theo trong quá trình quét laze là gì?

Theo quan điểm của tôi, có một số hướng không thể tránh khỏi. Một sẽ là tầm quan trọng của phần mềm hơn là phần cứng. Ví dụ, trong suốt vòng đời của NavVis M6, nó trở nên chính xác hơn và chất lượng dữ liệu rõ ràng hơn rất nhiều so với khi nó được ra mắt lần đầu tiên và chúng tôi đã cung cấp một số tính năng bổ sung thú vị về khả năng sử dụng. Chúng tôi đã thiết lập tiêu chuẩn chất lượng cho ánh xạ động, nhưng bạn có thể mong đợi thấy những cải tiến bổ sung tương tự về chất lượng dữ liệu và khả năng sử dụng trong suốt thời gian hoạt động của NavVis VLX.

Thậm chí, sẽ có những tiến bộ hơn nữa trong quá trình thu nhỏ và quét dựa trên SLAM nói chung sẽ trở nên phổ biến hơn nhiều, chiếm thị phần lớn hơn nhiều. Nó sẽ không thay thế hoàn toàn các hình thức quét khác, nhưng chúng tôi tin rằng nó sẽ là hình thức thống trị về lâu dài khi các thiết bị ngày càng nhỏ hơn và dễ hoạt động hơn. Chúng cũng sẽ cung cấp phản hồi trực quan hơn - ví dụ: thời điểm thích hợp để đóng vòng lặp, v.v. - làm cho việc quét laser thuận tiện và dễ tiếp cận hơn đối với những người không chuyên và cho phép quét laser để chinh phục nhiều lĩnh vực, quy trình công việc và ngành dọc mới.

Công nghệ cảm biến đang làm cho các hệ thống ngày càng nhỏ hơn. Điều này ảnh hưởng như thế nào đến hệ thống quét laser của bạn?

Các cảm biến chắc chắn ngày càng nhỏ hơn và chúng cũng đang trở nên hợp lý hơn. Mặc dù độ chính xác của các cảm biến cấp thấp hơn, nhỏ hơn này không thực sự được cải thiện cho đến nay, nhưng chúng tôi có thể giả định một cách hợp lý rằng chúng cũng sẽ bắt kịp về mặt này. Trong tương lai, bạn sẽ có những cảm biến tốt hơn và rẻ hơn, nhỏ hơn hiện nay, được cung cấp bởi phần mềm tiên tiến hơn. Bạn sẽ có thể chế tạo các thiết bị ít nhất là tốt nhất trong số các thiết bị dựa trên SLAM hiện nay, nhưng chúng sẽ thậm chí còn phải chăng hơn - ngày nay chi phí chủ yếu vẫn do chi phí của công nghệ cảm biến - và chúng ' Sẽ có các hệ số dạng nhỏ hơn. Có lẽ câu hỏi lớn hơn là liệu các công nghệ quét laser cao cấp có tạo ra bước nhảy vọt lên điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng hay không, bởi vì nếu chúng di chuyển thì bạn sẽ có thể có một máy quét bên mình bất cứ lúc nào. Nhưng tôi chưa thấy điều đó xảy ra, vì ngay cả Lidar ở trạng thái rắn cũng cần rất nhiều năng lượng và tôi không nghĩ rằng có một trường hợp sử dụng khả thi cho người bình thường cần khả năng thực hiện quét lớn, rất chính xác.

Thủ tướng Merkel dường như bị ấn tượng bởi công nghệ quét di động đa cảm biến.

Quét ngoài trời thì sao? Bạn có thấy NavVis có vai trò gì ở đó không?

Công nghệ NavVis ban đầu được thiết kế để sử dụng trong nhà, bởi vì lập bản đồ trong nhà ở quy mô lớn thực sự là một vấn đề chưa được giải quyết. Chúng tôi bắt đầu từ giả định rằng độ chính xác 10cm trong NavVis M3 thế hệ đầu tiên là đủ để lập bản đồ. Nhưng sau khi chúng tôi nắm vững điều đó, khách hàng của chúng tôi sau đó yêu cầu tốc độ và chi phí tương tự nhưng với chất lượng cấp khảo sát. Khoảng cách này gần như đã được thu hẹp và chúng tôi ngạc nhiên biết được rằng NavVis M6 và NavVis VLX đang được sử dụng nhiều ở ngoài trời. Đây là một bước phát triển mới bởi vì chúng tôi đã định vị thiết bị của mình để quét trong nhà theo truyền thống, nhưng những gì chúng tôi thấy là chất lượng tương tự cũng thực sự được đánh giá cao đối với các trường hợp sử dụng ngoài trời. Các khách hàng sáng tạo của chúng tôi đang quét ngoài trời không chỉ giữa các tòa nhà mà còn chuyển sang các ứng dụng như lâm nghiệp và địa hình.

Làm cách nào để bạn đảm bảo các giải pháp Lidar của mình thân thiện với người dùng và có thể truy cập được cho nhiều đối tượng chuyên gia từ các nền tảng khác nhau?

Chúng tôi tin tưởng vào giao diện người dùng có thể truy cập và trực quan và đó là nơi mà tất cả các thiết bị quét của chúng tôi thực sự là những người tiên phong trong lĩnh vực của họ. Bạn có thể giám sát đám mây điểm không chỉ vì nó được tạo trong thời gian thực mà còn ở chất lượng mà nó được quét. Điều đó tạo nên một thế giới khác biệt cho một dự án. Và tất nhiên, có một lợi thế lớn là bạn có thể đi bộ theo tốc độ của riêng mình và mọi thứ được quét tự động. GUI cho bạn biết chính xác nơi bạn đã đến, những gì bạn đã quét và chất lượng như thế nào và đó là cách tiếp cận về cơ bản khác với TLS. Bạn thậm chí có thể mở cửa và di chuyển mọi thứ xung quanh trong khi quét bằng NavVis VLX. Bên cạnh đó, có rất nhiều tính năng xử lý hậu kỳ bổ sung giúp các thiết bị SLAM hoạt động mượt mà hơn, mang lại kết quả đặc biệt. Ví dụ: hai yếu tố cốt lõi của phương pháp tiếp cận thân thiện với người dùng của chúng tôi là cách thiết bị của chúng tôi có thể đọc các neo SLAM hoặc kết hợp các lần quét khác nhau trong quá trình xử lý hậu kỳ (quét NavVis và quét không NavVis).

Đây dường như là thập kỷ số hóa trong ngành xây dựng. Kỹ sư xây dựng có bao nhiêu kiến thức về công nghệ không gian địa lý?

Kiến thức ngày càng nâng cao. Luôn có một số nhận thức về công nghệ không gian địa lý trong xây dựng, nhưng nó thường bị cô lập thay vì được tích hợp với quy trình làm việc của tòa nhà và gắn liền với một bức tranh kỹ thuật số lớn hơn. Tất nhiên, công nghệ không gian địa lý đòi hỏi một lĩnh vực kiến thức rộng và các kỹ sư xây dựng đã phải tính đến nhiều thứ khác. Họ cũng yêu cầu rất nhiều để trở thành chuyên gia trong công nghệ này. Nhưng tôi nghĩ ngành xây dựng dường như đang đón nhận số hóa nhiều hơn. Nó phát triển chậm so với các ngành công nghiệp khác, chỉ tạo ra mức tăng năng suất tối thiểu trong vài thập kỷ qua. Tôi tin rằng quét sẽ là một trong những công nghệ cốt lõi tuyệt đối đảm bảo rằng quá trình xây dựng trở nên số hóa hơn, nhưng đó chỉ là phương tiện để kết thúc để nó trở nên năng suất và hiệu quả hơn.

Hệ thống lập bản đồ di động trong nhà có thể đeo được NavVis VLX.

Công nghệ không gian địa lý sẽ cho phép các kỹ sư theo dõi tiến trình của họ một cách chi tiết hơn và chính xác hơn bao giờ hết. Nhưng để điều đó hoạt động, phần cứng và phần mềm phải dễ sử dụng hơn rất nhiều vì những người trên công trường đã có lĩnh vực chuyên môn của họ; họ không cần phải đồng thời là chuyên gia chính thức về công nghệ không gian địa lý. Nó cần được gắn chặt vào toàn bộ quá trình. Vẫn còn nhiều việc phải làm về tính đơn giản, khả năng chi trả và sự tích hợp với công việc điển hình của các chuyên gia này.

Bạn có thấy trước được bất kỳ xu hướng / phát triển nào nữa sẽ biến đổi nghề bản đồ không?

Rất nhiều! Thứ nhất, tôi tin rằng sẽ có những phát triển hơn nữa đối với nội dung được tạo tự động từ việc nắm bắt thực tế. Các ví dụ hiện tại về các sản phẩm phụ tự động là sơ đồ sàn đầy đủ màu sắc và hình ảnh toàn cảnh. Và ngoài các chuyên gia lập bản đồ, những người trong các ngành lân cận như ô tô sẽ ngày càng phụ thuộc vào các tài sản này, hoàn thành các nhiệm vụ đơn giản như tối ưu hóa không gian sàn mà không cần phải có mặt tại chỗ. Một xu hướng tiếp theo là nơi quét trở thành mô hình. Các thiết bị quét 3D tinh vi có thể tạo ra các đám mây điểm và hình ảnh rất chân thực và dễ thực hiện đến mức loại bỏ hoàn toàn nhu cầu lập mô hình. Kỷ nguyên quét di động mới này đã được các nhà quy hoạch nhà máy chấp nhận, những người đang thử nghiệm các bố cục mới bằng cách thực hiện các phép đo ảo và di chuyển xung quanh các phần đã cắt của đám mây điểm mà không cần phải lập mô hình bất kỳ thứ gì. Ngoài ra, việc quét hàng ngày sẽ đảm bảo rằng các tòa nhà kỹ thuật số không bao giờ bị lệch với các đối tác vật lý của chúng. Cuối cùng là trí tuệ nhân tạo và thị giác máy tính. Ngày nay, chúng tôi đang tạo dữ liệu không gian dành riêng cho lợi ích của con người. Tuy nhiên, cũng như với lái xe tự hành, cũng sẽ cần có trí thông minh không gian để các máy tự hành hoạt động trong nhà sử dụng. Khi con người và rô bốt thực hiện nhiệm vụ bên cạnh nhau trong môi trường phức tạp dành riêng cho sản xuất, hậu cần và kho bãi, dữ liệu quét laser chính xác sẽ rất cần thiết cho sự an toàn và hiệu quả tập thể của họ trên sàn cửa hàng.

Những người sáng lập NavVis (từ trái qua phải): Robert Huitl, Sebastian Hilsenbeck, Felix Reinshagen và Georg Schroth với hệ thống quét di động NavVis M6.