江苏激光联盟导读:
UT研究人员开发了一种可穿戴地图系统(ITC-Backpack)。
户外旅行时的导航仪非常重要,这是我们一直存在的常识。但你知道吗?在大型城市建筑中,由于设计的复杂性,许多大型公共建筑变得相当复杂。激激就记得有一次去大型综合购物商场转了一圈,怎么也找不到进来的那个口子。
还有很多人曾在大型停车场迷路过,明明记得停在某位置,却找了一个小时都没有找到自己的爱车。有多少朋友和激激一样,一度以为穿越了(见鬼了)……
不过,现在不用担心了。来自Twente大学的研究人员设计了一款背包。只要在城市建筑中,背上这款背包,就可以随时看到背包内的扫描仪发出来的建筑物内部信息。这对于在商场遇到紧急情况时非常有帮助。
Samer Karam背着ITC-Backpack背包,来源:University of Twente
(这款背包目前看来有些笨重,相信经过发展会很快制造出轻便款
)
这款背包由UT研究人员Samer Karam设计,他开发了一种可穿戴地图系统(ITC-Backpack),可以在短短几分钟内绘制建筑物内部地图。
他认为,平面图(2D地图)只代表重要的信息,可能会与复杂的建筑纠缠在一起。它们通常很难快速阅读。更糟糕的是,每次重建或翻新后,这些地图都过时了。在紧急情况下,重要的是要一眼就了解当前的形势。室内3D地图可以解决这个问题。
COVID-19的传播提高了人们对室内3D制图重要性的认识。室内空间的数字地图可以帮助确保社交距离、虚拟旅游和房地产决策,而无需亲自到场。
三维点云及其各自的室内位置。资料来源: University of Twente
三维室内测绘
该系统由三个二维光探测和测距(LIDAR)扫描仪和一个惯性测量单元(IMU)组成。激光雷达扫描仪提供激光点。“它们在周围的墙壁、天花板和地板上记录点,”Karam解释说。IMU测量背包随时间变化的加速度和角速度。这些数据被用来估计姿态的变化。由于全球导航卫星系统(gnss)不能在建筑物内工作,itc背包采用了在研究卡拉姆轨道时开发的同时定位和绘图(SLAM)算法。“基于激光雷达- imu的SLAM依赖于室内建筑环境中的平面结构,”他解释道。
Haaksbergen消防队建筑的点云和最终的3D模型。
循环关闭
从这些2D数据点创建3D地图是很困难的。“传感器噪声、姿态估计误差和一些建筑物的复杂性导致了一段时间后的漂移,” Karam说,“当我在ITC大楼的一层走了一圈并回到起始位置时,系统复制了走廊的墙壁,产生了一些漂移。为了解决这个问题,我开发了一种特殊的环路闭合技术,使背包系统识别之前去过的地方,并纠正漂移。”
测试系统
该背包在几个复杂程度不同的公共室内环境中进行了测试。Karam在德国布伦瑞格大学的测量学和摄影测量研究所大楼、哈克斯卑尔根的消防队大楼和荷兰特温特大学的几座大楼里测试了ITC-Backpack。“我甚至在主持我博士答辩的大厅里验证了这个系统,” Karam说。
来源:University of Twente
江苏激光联盟陈长军原创作品!
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