بقلم أندرو هاريسون، مدير هندسة الأجهزة، Emesent

عندما بدأنا العمل على ما سيصبح لاحقًا موقع « Emesent »GX1 ، لم يكن رد فعلنا الأولي هو النظر إلى ما كان يقوم به المنافسون. بل كان الاستماع — الاستماع بصدق — إلى الأشخاص الذين سيستخدمونه فعليًّا.

خلال مرحلة تطوير تطبيق « GX1 »، تحدثنا مع أكثر من 25 مساحًا ومالكًا لشركات مسح ومهندسًا ومتخصصًا في المجال الجغرافي المكاني من مختلف أنحاء العالم. سألناهم عن أساليب عملهم. وسجلنا ما يثير إحباطهم، والحلول البديلة التي يلجأون إليها، وقوائم رغباتهم. وما نتج عن ذلك لم يكن مجرد ورقة مواصفات، بل صورة واضحة عن الشكل الذي ينبغي أن يكون عليه الماسح الضوئي المحمول المصمم خصيصًا للمساحين المحترفين.

هذه هي القصة.

1. Emesent SLAM : دقة تكتسب الثقة

كانت التعليقات التي سمعناها بشكل متكرر وبأكبر قدر من التأكيد تتعلق بالدقة. لم يكن المساحون يبحثون فقط عن مسح أسرع — بل كانوا بحاجة إلى بيانات يمكنهم أن يضعوا سمعتهم المهنية على المحك من أجلها.

Emesent SLAM وقد أثبتت هذه الأنظمة فعاليتها بالفعل في أكثر البيئات صعوبةً في العالم — حيث تم توجيه طائرات بدون طيار ذاتية القيادة عبر مناجم تحت الأرض لا تتوفر فيها خدمة GPS، وحيث لم يكن الفشل خيارًا مطروحًا على الإطلاق. بالنسبة لـ GX1 ، قمنا بتعزيز هذا الأساس بشكل أكبر. قمنا بتحديث مجموعة أجهزة الاستشعار الخاصة بنا وتحسين مجال الرؤية لتحقيق أقصى قدر من الكشف عن الميزات SLAM ، وأجرينا تحسينات رائدة على الخوارزمية نفسها - بما في ذلك الدقة المحسّنة، والانحراف المنخفض، والتكرار المحسّن. والنتيجة هي دقة شاملة تتراوح بين 5 و10 مم باستخدام نقاط التحكم الأرضية (GCPs): وهو الماسح الضوئي المتنقل الأكثر دقة الذي صنعناه على الإطلاق.

"عندما نقول إن الدقة تبلغ 10 أمتار، ما مدى قرب هذه الـ10 أمتار من الواقع؟" غاري إيلالي، Geotwin

2. نظام RTK المدمج: دقة في الوقت الفعلي في الميدان

اتخذنا قرارًا مدروسًا في مرحلة مبكرة من تطوير GX1: كان لا بد من دمج تقنية RTK في النظام منذ البداية، وليس إضافتها لاحقًا كحل بديل. بالنسبة للمساحين — على عكس صناعة التعدين التي صُممت تقنية Emesent من أجلها في الأصل — فإن تقنية RTK ليست اختيارية. إنها جزء أساسي من طريقة عملهم.

في السابق، كان إدخال تقنية RTK في سير عمل المسح المتنقل يعني إدارة جهاز استقبال منفصل، وشحن منفصل، وتكوين منفصل، وإعدادات أكثر تعقيدًا قبل أن يتم إجراء مسح واحد. أردنا التخلص من كل ذلك تمامًا.

يشتمل جهاز GX1 على جهاز استقبال RTK متميز ذي 448 قناة مدمج مباشرةً في الماسح الضوئي، مع تكوين NTRIP يتم إدارته عبر Commander ومراقبة جودة RTK مباشرةً تظهر طوال عملية المسح. جهاز واحد، نظام بيئي واحد، سير عمل واحد.

3. 4 كاميرات مدمجة بدقة 20 ميجابكسل: جودة صورة تتناسب مع البيانات

كان التلوين وجودة الصورة مجالًا آخر أدركنا أنه يتعين علينا فيه رفع مستوى الأداء. فالمسّاحون يُطلب منهم بشكل متزايد تقديم ليس فقط سحب نقطية، بل سجلات بصرية غنية ومفصلة — لمشاريع نموذج المعلومات للبناء (BIM)، وتوثيق الأصول، وتقديم التقارير للعملاء. والصور ذات الجودة الرديئة والإضاءة السيئة لن تفي بالغرض ببساطة.

لقد واجهنا هنا بعض المفاضلات الصعبة: حيث سعينا إلى تحقيق التوازن بين حجم المستشعر والأداء في ظروف الإضاءة المنخفضة، واخترنا تعويض الغالق المتحرك للحصول على دقة عالية وتجسيد أفضل للألوان.

والنتيجة هي أربع كاميرات بدقة 20 ميجابكسل توفر مجال رؤية أفقيًا بزاوية 360 درجة، ورأسيًا بزاوية 142 درجة، ومسافة عينة أرضية تبلغ 0.96 ملم لكل بكسل عند مسافة متر واحد. وحتى في ظروف الإضاءة الصعبة، توفر تقنية « GX1 » صورًا استثنائية وسحب نقطية ملونة. 

4. مجال رؤية 360 درجة بفضل تقنية " LiDAR ": ميزات أكثر، وانحراف أقل

كان أحد القرارات الأقل بروزًا ولكن الأكثر تأثيرًا التي اتخذناها يتعلق بنظام محرك الأقراص « LiDAR » وتصميمه المُكدَّس. ومن خلال وضع « LiDAR » بزاوية 45 درجة وتوفير مجال رؤية أفقي كامل يبلغ 360 درجة، يتمكن « GX1 » من رؤية جزء أكبر بكثير من البيئة المحيطة أثناء المسح، مما يتيح لـ « SLAM » توليد المزيد من المعالم — وهو ما يُترجم مباشرةً إلى انحراف أقل ودقة أعلى.

لم يكن هذا مجرد تفضيل هندسي. فقد أبلغنا مستخدمونا أن انخفاض الدقة في البيئات الخارجية الكبيرة أو المفتوحة كان عائقًا حقيقيًّا في الماسحات الضوئية التي جربوها. ورغم أن التصميم المكدس يختلف عن تصاميم الأجهزة المحمولة التي تعمل بنظام «التوجيه والتصوير»، إلا أنه كان الخيار الصحيح لضمان جودة البيانات — ولإنشاء منتج يتميز بصريًّا ووظيفيًّا عن المنافسين من فئة « SLAM » المخصصة للاستخدام الداخلي.

"[أجهزة المسح الأخرى من طراز SLAM ] يمكنها إجراء مسح للمباني بشكل جيد، لكن عندما أحتاج إلى إجراء مسح داخلي وخارجي، فإنها تواجه مشاكل." — بروس لين، شركة لين للتجارة

5. أربع طرق للتثبيت: ماسح ضوئي واحد، أي مشروع

لا يعمل المساحون في بيئة واحدة. فهم يتواجدون على الطرق السريعة في أسبوع، وفي المباني في الأسبوع التالي، وتحت الأرض في الأسبوع الذي يليه. لذا، فإن الماسح الضوئي الذي يعمل بشكل جيد في تكوين واحد فقط لا يصلح للاستخدام الاحترافي، ولا يُعد حلاً قابلاً للتوسع للشركات التي تتطلع إلى النمو.

لقد صممنا GX1 ليتم استخدامه بأربع طرق: حقيبة ظهر مريحة قابلة لتعديل الارتفاع للمسح العام، وعمود مسح متوافق مع الخيط القياسي مقاس 5/8 بوصة لضمان عمل مستقر ودقيق، وحامل مركبة لمسح الطرق ذات المساحات الكبيرة، وحزام يدوي مدعوم للبيئات الداخلية الضيقة أو المعقدة. تم اختبار كل طريقة تثبيت بشكل مكثف مع المتخصصين الميدانيين — وتم تحسينها بناءً على التعليقات الفعلية. بالنسبة للشركات التي تقارن هذا الجهاز بالأنظمة المتطورة التي تتسم بارتفاع تكلفتها وقصر استخدامها على غرض واحد، كانت هذه المرونة هي السمة البارزة التي تكررت في التعليقات.

«المزايا هي أنه ليس باهظ الثمن على الإطلاق مقارنة بالأنظمة المتطورة، كما أنه متعدد الاستخدامات، لذا فإن استثمارًا واحدًا يتيح لك القيام بأمور متعددة.» — جون فيليب، Orion Spatial

6. بطاريات مدمجة قابلة للإزالة: لا حاجة للكابلات بعد الآن

يبدو هذا الأمر بسيطًا. لكنه لم يكن كذلك.

كل مسّاح تحدثنا إليه وكان قد استخدم ماسحات ضوئية محمولة مزودة ببطاريات خارجية أشار إلى الكابلات — التي تتشابك، وتعلق، وتطيل وقت الإعداد، وتشكل عنصرًا إضافيًا قد يتعرض للخلل. اتخذنا قرارًا مدروسًا بدمج البطارية مباشرةً في جهاز GX1 ، دون الحاجة إلى كابلات خارجية. ويأتي الجهاز مزودًا بثلاث بطاريات بشكل قياسي، توفر كل منها ساعة واحدة من وقت المسح، مع ظهور تحذيرات انخفاض مستوى البطارية وانخفاضها الحرج في كل من Commander وعلى الماسح نفسه.

"المشكلة الوحيدة التي واجهتني على الإطلاق هي انفصال الكابل عن البطارية." — بيت كيلسي، VCTO Labs

7. تطبيق « Commander »: تجربة مستخدم مصممة خصيصًا للعمل الميداني

كان أحد أهدافنا التصميمية الأساسية منذ البداية هو أن يكون موقع GX1 متاحًا للجميع — ليس فقط للمتخصصين ذوي الخبرة في مجال المسح الضوئي عبر الأجهزة المحمولة، بل أيضًا للموظفين المبتدئين وأعضاء الفريق الجدد الذين تعتمد عليهم شركات المسح بشكل متزايد.

ودعماً لذلك، استثمرنا في تجربة « Commander » الخاصة بـ GX1. سيشاهد المستخدمون تجربة توجيه مدمجة لإرشاد المستخدمين الجدد خلال عمليات المسح الأولى. وتتوفر رؤية في الوقت الفعلي لجودة RTK ومستوى البطارية ومساحة التخزين المتبقية وصورة الكاميرا طوال العملية — بحيث يكون المشغلون على دراية تامة بما يحدث في كل مرحلة. وكان هدفنا بسيطاً: أن يتم تمكين المساح المبتدئ من العمل بثقة في غضون أيام، وليس أسابيع.

"البساطة هي المفتاح بالنسبة للشركات التي لا تعمل في مجال المسح — فهي لا ترغب في تعلم كيفية استخدام جهاز القياس الشامل." — بروس لين، شركة لين للتجارة

8. تفريغ البيانات بسهولة: تفصيل بسيط، تأثير كبير

لقد أولينا اهتمامًا كبيرًا لأجزاء سير العمل التي لم تكن مبهرة، لكنها كانت تسبب عقبات يومية. وكان تفريغ البيانات أحد هذه الأجزاء. ففي الأنظمة السابقة، كانت بيانات الكاميرا وبرنامج « LiDAR » تُعالج بشكل منفصل، وكانت أسماء الملفات غير متسقة، وكانت العملية أبطأ مما ينبغي. وبالنسبة لأحد المتخصصين في الرسومات التنفيذية، كان سير العمل السابق في برنامج « Hovermap » يستخرج بيانات « LiDAR » في أقل من دقيقة — لكن ملفات الكاميرا المنفصلة كانت النقطة الوحيدة التي لا تزال تعرقل العملية.

"الوقت الوحيد الذي تتباطأ فيه العملية هو عند استخراج الملفات من كاميرا GoPro." — نيل هايات، برايريز إيدج

مع GX1 ، يتم نقل بيانات الكاميرا و LiDAR في وقت واحد — عبر ذاكرة USB، أو منفذ USB-C إلى الكمبيوتر، أو بطاقة SD، أو منفذ إيثرنت RJ45، وحتى عبر شبكة Wi-Fi — ويتم تنظيم الملفات وتسميتها تلقائيًا بطريقة منطقية لمعالجتها في Aura. إنها تفصيلة صغيرة، لكنها من النوع الذي يتراكم تأثيره على مدار أسبوع العمل.

9. التصميم المكدس: مراعاة كل الزوايا

"يُعد تصميم جهاز " GX1 " مثالاً جيدًا على كيفية تأثير الوظيفة على التصميم. فقد تم اتخاذ كل قرار بهدف تحسين جودة البيانات، وحماية أجهزة الاستشعار الرئيسية، وتصنيع منتج مصمم بشكل لا لبس فيه للمساحين." - أندرو هاريسون، مدير هندسة الأجهزة، Emesent

تصميم الأجهزة مليء بالتنازلات. قد يبدو شكل الماسح الضوئي مجرد خيار جمالي، ولكن بالنسبة لـ GX1 ، كان كل جانب من جوانب التصميم مدفوعًا بالوظيفة — وقد تطلب تحقيق ذلك التفكير بعناية في الأهداف التي كنا نسعى إلى تحسينها.

لم يكن التصميم المتراكب — حيث تم ترتيب وحدة استشعار الارتفاع ( LiDAR) والكاميرات وهوائي RTK والبطارية بشكل عمودي — الخيار البديهي. لكنه حل عدة مشكلات في آن واحد. فوضع المكونات بهذه الطريقة يحمي وحدة استشعار الارتفاع ( LiDAR ) دون إعاقة هوائي RTK، ويسمح للكاميرات بالتقاط صورة بانورامية كاملة بزاوية 360 درجة دون أن يحجب أي جزء من الماسح الضوئي الرؤية، كما يوفر مجال الرؤية الأفقي ( LiDAR ) الذي كنا بحاجة إليه لتقليل الانحراف وتحسين دقة تحديد الموقع ( SLAM ). 

كما أنه يبعث بإشارة بصرية واضحة. تم تصميم جهاز « GX1 » خصيصًا لأعمال المسح الميدانية الاحترافية — وهو يتمتع بالمظهر الذي يليق بهذه المهمة. في سوق يزخر بالعديد من المنافسين الذين يعتمدون في الأساس على ماسحات ضوئية محمولة مخصصة للاستخدام الداخلي وتم تكييفها لتناسب نطاقًا أوسع من الاستخدامات، أردنا أن يتميز جهاز « GX1 » بصريًّا على الفور. 

"إنها مجرد وحدة أكثر أناقة... لا تزال تتمتع بنفس المتانة SLAM وبنفس قدرات التقاط البيانات الرائعة من حيث كثافة سحابة النقاط، ولكنها مصممة بطريقة أكثر دقة وكفاءة." - آدم وايلي، مدير التسليم، Sonto

10. عمود المسح: إشارة للمساحين

كان بإمكاننا تصنيع ماسح ضوئي يوحي بأننا «نفهم التكنولوجيا». لكننا أردنا تصنيع ماسح ضوئي يوحي بأننا «نفهم عمل المساحين».

إن حامل عمود المسح — المتوافق مع الخيط القياسي مقاس 5/8 بوصة، والمصمم للاستخدام المريح على الكتف، والذي يوفر ثبات حقيبة الظهر مع مرونة الجهاز المحمول باليد — هو ميزة عملية من ناحية، وتعبير عن هوية من ناحية أخرى. يعمل المساحون باستخدام الأعمدة. وهم يثقون بها. وعندما يرون جهاز « GX1 » مثبتًا على أحدها، فإنهم يدركون أنه مصمم خصيصًا لتلبية احتياجاتهم.

«[عمود المسح] هو تصميم أفضل للمسّاح الذي يجري عمليات المسح الروتينية. لو كنا نجري مسحًا طبوغرافيًّا، لفُضَّلتُ استخدام العمود.» — مارك هايز، شركة SEP Survey

صُمم معك. من أجلك.

GX1 لقد أصبح هذا المنتج على ما هو عليه اليوم لأن أكثر من 25 متخصصًا خصصوا وقتهم ليخبرونا، بصراحة وأمانة، بما كان يعاني من مشاكل وما كانوا يحتاجونه فعليًّا. كل قرار ورد في هذا المقال — بدءًا من التصميم المتراكب وصولاً إلى سنّ عمود الاستطلاع وتصميم البطارية — يعود أصله إلى محادثة أجريناها مع أحد العاملين في هذا المجال.

وهذا ليس مجرد ادعاء تسويقي. بل هذه هي الطريقة التي صنعنا بها هذا المنتج.

هل أنت مستعد لتجربة Emesent GX1 بنفسك؟ اطلب عرضًا توضيحيًّا الآن.