Artikel von Dr. Jeremy Sofonia

Du hast die Planung, nun spricht Dr. Jeremy Sofonia, Senior Technical Specialist Emesent, im zweiten Teil dieser zweiteiligen Serie über einige Tipps und Tricks, die dazu beigetragen haben, eine erfolgreiche Datenerfassung bei der die Kartierung des berüchtigten US-Inselgefängnisses Alcatraz.

TEIL 2 – DIE DATENERFASSUNG

LAUFEND ÜBERPRÜFEN

Die Gelegenheit, Alcatraz zu scannen, war eine seltene Chance, die sich auf einen kurzen Zeitraum beschränkte. Hätten wir also etwas übersehen oder wäre ein Datensatz nicht so ausgefallen, wie wir es uns erhofft hatten, wäre es nicht einfach gewesen, noch einmal zurückzukommen. Umso wichtiger war es daher, einen Ansatz zur Qualitätssicherung zu verfolgen.  Wir haben im Laufe des gesamten Projekts problemlos über 100 Hovermap erfasst und fanden es viel effizienter, zu überprüfen, ob das, was wir erfasst hatten, korrekt war, bevor wir weitergemacht haben. Wir nutzten das Visualisierungstool in Emesent Aura die PunktwolkeAura laden und schnell festzustellen, ob ein Scan Probleme aufwies. So konnten wir entscheiden, ob es schneller war, ihn mit anderen Einstellungen erneut zu verarbeiten oder ihn einfach noch einmal zu scannen. 

Da wir die Daten laufend verarbeiteten, konnten wir auch mit der schieren Datenmenge Schritt halten, ohne dass sich ein riesiger Rückstand ansammelte, den wir dann hätte aufarbeiten müssen. 

DEN KREISLAUF SCHLIESSEN

SLAM Emesentist äußerst robust, dennoch kann es zu Verschiebungen in der Punktwolke kommen. Wenn ich mich beispielsweise in einem kleinen Raum befand, habe ich möglicherweise das Sichtfeld Hovermapverdeckt, sodass das Gerät diesen Raum nicht mit dem vorherigen verbinden konnte. Die zeitliche Visualisierung der Punktwolke ist eine sehr schnelle und einfache Methode, um festzustellen, ob die Punktwolke Probleme aufweist. Die zeitliche Einfärbung der Punktwolke ist eine einfache Möglichkeit, um sicherzustellen, dass keine Verschiebungen vorliegen, insbesondere wenn der Scan einen „geschlossenen Kreislauf“ hatte (Starten/Beenden des Scans im selben Bereich).

Durch die zeitliche Einfärbung werden Objekte in unterschiedlichen Farben übereinander dargestellt, sodass es beispielsweise nicht vorkommen sollte, dass an einer Stelle zwei Feuerlöscher zu sehen sind, wo eigentlich nur einer vorhanden ist. So konnten wir sehr schnell erkennen, ob ein Problem vorlag, den Scan überprüfen und weitermachen. 

Das Schließen von Schleifen ist eine gute Sache, aber wenn man seinen eigenen Weg kreuzen kann – oder besser gesagt, wenn Hovermap denselben Bereich Hovermap –, ist das noch besser. Dadurch kann SLAM Emesentseine aktuelle Positionsschätzung mit den zuvor gescannten Daten vergleichen und etwaige Abweichungen korrigieren. Kurz gesagt: Schleifenschlüsse sind gut, egal ob groß oder klein.

NUTZEN SIE DIE VIELSEITIGKEIT – ENTSCHEIDEN SIE SICH FÜR DIE BESTE OPTION

Wir hatten den Auftrag, ein möglichst vollständiges Modell zu erstellen, daher war es wichtig, nichts unversucht zu lassen. Allerdings gab es einige Bereiche, die für das Personal aufgrund von Asbest- und Bleivorkommen nicht zugänglich waren. Die Verwendung von Schutzausrüstung und Atemschutzmasken hätte einen langwierigen Genehmigungsprozess erfordert und das Personal dennoch einem Risiko ausgesetzt. 

Stattdessen setzten wir Hovermap LiDAR Emesentein, das in denSpot RoboterSpot Boston Dynamics integriert war. So konnten wir Spot sicher Spot außerhalb der Sperrzone steuern und die Daten während der Erfassung in Echtzeit überwachen. 

FARBAUFNAHME

In meinen drei Wochen auf Alcatraz habe ich wahrscheinlich mehr farbige Datensätze erfasst als in meiner gesamten bisherigen Laufbahn zusammen. Deshalb habe ich viel damit experimentiert, welche Techniken beim Scannen von Farbdokumenten am effizientesten sind, um eine vollständige Datenerfassung zu gewährleisten.

Wie betrete ich den Raum? Wie durchquere ich den Raum? Ist es besser, in der Mitte des Raums zu gehen, oder halte ich mich an den Wänden? Gehe ich in die Ecken? Gehe ich im Kreis? Ich habe festgestellt, dass die effektivste Technik darin bestand, entlang der Wände zu scannen, von Ecke zu Ecke zu Ecke, wobei ich die GoPro auf die Mitte des Raums sowie auf Böden, Decken und angrenzende Wände richtete – und es spielte keine Rolle, ob es sich um einen großen Raum oder einen Schrank handelte. Ich ging trotzdem in den Schrank und versuchte, von Ecke zu Ecke zu Ecke zu gehen, um sicherzustellen, dass ich jeden möglichen Winkel erfasste, denn man braucht diese Informationen, um eine vollständige kolorierte Punktwolke mit wenigen Schatten zu erzeugen.

Auf Alcatraz habe ich eine Standard-GoPro verwendet. Seitdem Emesent eine 360-Grad-Punktwolken-Kolorierung eingeführt, die von der GoPro Max 360-Kamera unterstützt wird. Das Umgebungslicht ist ebenso wichtig, doch der Bedarf, den Raum mit der Kamera zu „bemalen“, ist deutlich geringer, da sowohl Hovermap die GoPro Aufnahmen im nahezu vollständigen 360°-Bereich machen.  Der Ansatz, von Ecke zu Ecke zu arbeiten, ist weniger wichtig, aber es ist dennoch Sorgfalt erforderlich, den Raum und die Bereiche um Objekte herum abzudecken, um eine gute Abdeckung zu gewährleisten und Schatten zu minimieren.

Unabhängig davon, welches GoPro-Modell verwendet wird, empfiehlt es sich, die Dateien so schnell wie möglich in den Scan-Ordner zu übertragen. Da sie keinen eindeutigen Namen haben, kann es leicht zu Verwechslungen kommen, wenn mehrere Scans direkt nacheinander aufgenommen werden. Wenn man sie lieber früher als später den jeweiligen Scans zuordnet, stellt man sicher, dass sie korrekt zugeordnet werden, und spart sich später die Zeit, Videos erneut abzuspielen, um herauszufinden, wo sie hingehören.

Langsam und stetig

Wenn man mit Hovermap der Go-Pro Aufnahmen macht, ist es oft am besten, langsam und gleichmäßig vorzugehen. Man sollte einen „Goldilocks“-Ansatz verfolgen und statt der Temperatur die Geschwindigkeit variieren – nicht zu schnell, nicht zu langsam.

Eine zu hohe Geschwindigkeit kann zu unscharfen Bildern führen, eine zu niedrige Geschwindigkeit verlängert lediglich die Verarbeitungszeit, ohne einen Vorteil zu bieten. Dies ist nach wie vor der beste Ratschlag, doch einige neue Tools in der neuesten Version Aura Emesentverbessern dies erheblich, indem sie Bilder auf der Grundlage der Bewegung Hovermapstatt anhand der Zeit abrufen. Das bedeutet im Allgemeinen, dass nur neue Bilder erfasst werden, ohne die Ergebnisse zu beeinträchtigen, während gleichzeitig die Verarbeitungszeiten verkürzt werden, ohne dass zusätzliche, unnötige Informationen einfließen.

Besuchen Sie emesent.com/alcatraz , um die Geschichten hinter den Scans zu hören.