Trimble X7高灵敏模式下和其他扫描仪的对比
项目概况

金属、玻璃和大理石材料在现代装潢中,是不可或缺的重要元素。特别是在大型购物中心内,大量使用金属材质和玻璃材质可以增加空间造型的层次感,让空间显得更加高级华丽。但是这些高反光材质,却对三维激光扫描仪非常不友好,扫描出的点云经常不完整且噪点数量多。
本篇将运用奥研商场扫描项目中的真实扫描数据,在相同的扫描环境下,对比天宝X7扫描仪和某品牌三维激光扫描仪(下文简称A扫描仪)扫描高反光材料硬装的商场挑空区的点云数据质量。

当扫描外业现场存在反光困难物体(金属、玻璃、液体等)时,架设扫描仪应尽可能地远离这些物体。但实际上,由于空间受限,有时扫描仪又不得不摆放地离反光困难物非常近。
02、点云质量对比

图1

图2
A扫描仪(图1)和X7(图2)在现场离A柱大约15米,离B柱大约2米。点云数据效果见下图。

图3 点云

图4、 点云
对比距离扫描仪15米左右的A立柱的点云数据,X7(右图)在柱中间“红色十字”处的数据,相较于A扫描仪(左图),更加完整。

造成“红色十字”处数据缺失的主要原因是探测器饱和误差(Detector saturation error)。探测器饱和误差一般出现在,当扫描仪架设在高反射物体附近时,反射回扫描仪内的能量超过了探测器的接受范围。这类误差的特征也很明显,沿着视线在被测物体的正面或反面会出现“一串尾巴”类的点云数据。
再放大一点看,X7的探测器饱和度误差(右图)方向朝向扫描仪方向(A的探测器饱和误差方则相反),噪点量更小。

对比距离扫描仪2米左右的B立柱的点云数据,X7(右图)的数据较为完整,A扫描仪(左图)的数据已经开始出现变形。

侧视图展示,A扫描仪的数据(左图)变形更加严重。
被测物体为高反光材料,换一个被测物体,现在来看看高反光材料硬装区域的点云数据

现场情况


X7 扫描仪获取点云
·A扫描仪(图一)和X7(图二)被摆放在相同的位置,离被测物体较远。当如镜面一般的反射面出现在三维激光扫描仪的扫描范围内时,多路径误差(Multipath error)有很大的可能会出现。多路径误差产生的噪点是由后向散射的激光打在其他物体上产生的,一般扫描仪和被测物体形成的角度较小时容易触发此类误差。


对比分析:
和A扫描仪(图一)采集到的数据对比,X7(图二)扫描的高反光材料的数据更加完整,即使入射角度较小,点云数据也更加完整,噪点量更小。
天宝X7高灵敏度模式:

点云对比

为什么在相同的作业环境下,X7的数据质量要明显优于A扫描仪?这要归功于天宝拥有的高灵敏度模式,它拥有天宝针对困难表面双模式数字化脉冲EDM激光头。在高灵敏度模式下,扫描仪的扫描速度会稍微放慢,但是扫描精度却和标准模式一致。在暗色困难表面,例如:黑色、沥青路面、煤;反光困难表面:不锈钢、光亮金属、玻璃、潮湿地面,这类棘手环境下仍然能够稳定采集高质量的点云数据。
03、结语
在困难表面较多的环境下,天宝X7依旧能够提供质量稳定,噪点数量少的点云数据。优质的点云数据是顺利完成后续点云数据拼接、基于点云数据逆向翻图/建模的基础。

天宝X7是一款一键自动完成校准、整平、扫描、拍照、下载和配准只需要2分半钟的扫描仪。
它简单:卓越的创新技术简单易用,给用户强烈信心。
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