Von Andrew Harrison, Leiter der Hardware-Entwicklung, Emesent

Als wir mit der Arbeit an dem Projekt begannen, aus dem später „ Emesent “ (GX1) hervorgehen sollte, war unser erster Impuls nicht, uns anzuschauen, was die Konkurrenz entwickelte. Vielmehr wollten wir den Menschen, die das Produkt tatsächlich nutzen würden, zuhören – wirklich zuhören.

Im Laufe der Entwicklung des „ GX1 “ haben wir mit mehr als 25 Vermessungsingenieuren, Inhabern von Vermessungsunternehmen, Ingenieuren und Fachleuten aus dem Bereich Geodaten aus aller Welt gesprochen. Wir haben sie nach ihren Arbeitsabläufen gefragt. Wir haben ihre Frustrationen, ihre Notlösungen und ihre Wunschlisten festgehalten. Das Ergebnis war kein einfaches Datenblatt – es war ein klares Bild davon, wie ein mobiler Scanner, der für professionelle Vermessungsingenieure entwickelt wurde, tatsächlich aussehen sollte.

Das ist diese Geschichte.

1. Emesent SLAM : Präzision, die Vertrauen schafft

Das Feedback, das wir am häufigsten und nachdrücklichsten erhielten, betraf die Genauigkeit. Vermessungsingenieure wollten nicht nur schneller scannen – sie benötigten Daten, auf die sie ihren beruflichen Ruf stützen konnten.

Emesent SLAM hatte sich bereits in den anspruchsvollsten Umgebungen der Welt bewährt – bei der Steuerung autonomer Drohnen in unterirdischen Bergwerken ohne GPS-Empfang, wo ein Versagen schlichtweg keine Option war. Für GX1 haben wir auf dieser Grundlage noch einen Schritt weiter gegangen. Wir haben unsere Sensoren aufgerüstet und das Sichtfeld für eine maximale Erkennung von „ SLAM “-Merkmalen optimiert sowie bahnbrechende Verbesserungen am Algorithmus selbst vorgenommen – darunter eine höhere Genauigkeit, geringere Drift und verbesserte Wiederholbarkeit. Das Ergebnis ist eine globale Genauigkeit von 5–10 mm mit GCPs: der genaueste mobile Scanner, den wir je gebaut haben.

„Wenn wir sagen, dass es 10 Meter sind – wie nah sind diese 10 Meter dann an der Realität?“ Garry Elali, Geotwin

2. Integriertes RTK: Zuverlässigkeit in Echtzeit im Außeneinsatz

Wir haben bereits früh in der Entwicklungsphase von GX1 eine bewusste Entscheidung getroffen: RTK musste von Grund auf integriert werden und durfte nicht erst nachträglich als Zusatzfunktion hinzugefügt werden. Für Vermessungsingenieure ist RTK – anders als in der Bergbauindustrie, für die die Technologie von Emesent ursprünglich entwickelt wurde – keine Option. Es ist ein grundlegender Bestandteil ihrer Arbeitsweise.

Bisher bedeutete die Einbindung von RTK in einen mobilen Scan-Workflow, dass ein separater Empfänger, eine separate Aufladung, eine separate Konfiguration und eine komplexere Einrichtung verwaltet werden mussten, bevor überhaupt ein einziger Scan durchgeführt werden konnte. Das wollten wir vollständig beseitigen.

Der „ GX1 “ integriert einen hochwertigen 448-Kanal-RTK-Empfänger direkt in den Scanner, wobei die NTRIP-Konfiguration über Commander erfolgt und die RTK-Qualität während des gesamten Scans in Echtzeit überwacht werden kann. Ein Gerät, ein Ökosystem, ein Workflow.

3. 4 integrierte 20-MP-Kameras: Bildqualität, die den Daten gerecht wird

Die Kolorierung und die Bildqualität waren ein weiterer Bereich, in dem wir wussten, dass wir die Messlatte höher legen mussten. Vermessungsingenieure werden zunehmend aufgefordert, nicht nur Punktwolken zu liefern, sondern auch reichhaltige, detaillierte visuelle Aufzeichnungen – für BIM-Projekte, die Dokumentation von Anlagen und die Berichterstattung an Kunden. Körnige, schlecht beleuchtete Bilder würden dafür einfach nicht ausreichen.

Wir haben hier einige schwierige Kompromisse eingegangen: Wir mussten die Sensorgröße gegen die Leistung bei schlechten Lichtverhältnissen abwägen und uns für eine Rolling-Shutter-Kompensation entschieden, um eine hohe Auflösung und eine bessere Farbwiedergabe zu erzielen.

Das Ergebnis sind vier 20-MP-Kameras, die ein horizontales Sichtfeld von 360 Grad, ein vertikales Sichtfeld von 142 Grad und eine Bodenauflösung von 0,96 mm pro Pixel bei einem Meter bieten. Selbst unter schwierigen Lichtverhältnissen liefert „ GX1 “ außergewöhnliche Bilder und kolorierte Punktwolken. 

4. 360-Grad- LiDAR -Sichtfeld: Mehr Funktionen, weniger Drift

Eine der weniger auffälligen, aber umso folgenreicheren Entscheidungen, die wir getroffen haben, betraf das „ LiDAR “-Antriebssystem und den gestapelten Formfaktor. Durch die Anordnung der „ LiDAR “ in einem Winkel von 45 Grad und die Ermöglichung eines horizontalen Sichtfelds von vollen 360 Grad erfasst „ GX1 “ während des Scannens deutlich mehr von der Umgebung, wodurch „ SLAM “ mehr Merkmale erfassen kann – was sich direkt in einer geringeren Abweichung und einer höheren Genauigkeit niederschlägt.

Das war nicht nur eine technische Entscheidung. Unsere Nutzer haben uns berichtet, dass die nachlassende Genauigkeit in großen oder offenen Außenbereichen eine echte Einschränkung der von ihnen getesteten Scanner darstellte. Die gestapelte Bauweise weicht zwar von den „Point-and-Shoot“-Handheld-Designs ab, war jedoch die richtige Entscheidung im Hinblick auf die Datenqualität – und um ein Produkt zu schaffen, das sich optisch und funktional von den „Indoor- SLAM “-Konkurrenten abhebt.

„[Andere Scanner von SLAM ] können zwar Gebäude ganz gut scannen, aber wenn ich Innen- und Außenbereiche scannen muss, haben sie Probleme.“ – Bruce Lin, Lin Trading

5. Vier Befestigungsmöglichkeiten: Ein Scanner, jedes Projekt

Vermessungsingenieure arbeiten nicht nur in einer Umgebung. In der einen Woche sind sie auf Autobahnen unterwegs, in der nächsten in Gebäuden und in der darauffolgenden Woche unterirdisch. Ein Scanner, der nur in einer Konfiguration gut funktioniert, ist weder für den professionellen Einsatz geeignet noch eine skalierbare Lösung für Unternehmen, die wachsen möchten.

Wir haben den „ GX1 “ so konzipiert, dass er auf vier Arten eingesetzt werden kann: als höhenverstellbarer, ergonomischer Rucksack für Allzweck-Scans, als Vermessungsstange mit Standard-5/8“-Gewinde für stabiles, präzises Arbeiten, als Fahrzeughalterung für großflächige Straßenvermessungen und als Handhalterung mit Stütze für beengte oder komplexe Innenräume. Jede Befestigungsmethode wurde ausgiebig mit Fachleuten aus der Praxis getestet – und auf der Grundlage von echtem Feedback weiterentwickelt. Für Unternehmen, die das Gerät mit teuren High-End-Systemen verglichen, die zudem auf einen einzigen Anwendungszweck beschränkt sind, war diese Vielseitigkeit ein immer wiederkehrendes Thema.

„Die Vorteile sind: Es ist bei weitem nicht so teuer wie High-End-Systeme und es ist vielseitig einsetzbar, sodass man mit einer einzigen Investition mehrere Aufgaben erledigen kann.“ – John Philipp, Orion Spatial

6. Integrierte, herausnehmbare Akkus: Keine Kabel mehr

Das klingt einfach. War es aber nicht.

Jeder Vermessungstechniker, mit dem wir gesprochen haben und der mobile Scanner mit externen Akkus verwendet hatte, erwähnte die Kabel – sie verhedderten sich, verfingen sich, verlängerten die Einrichtungszeit und stellten ein weiteres Element dar, bei dem etwas schiefgehen konnte. Wir haben uns bewusst dafür entschieden, den Akku direkt in den „ GX1 “ zu integrieren, sodass keine externen Kabel erforderlich sind. Im Lieferumfang sind standardmäßig drei Akkus enthalten, die jeweils eine Stunde Scanzeit bieten. Warnmeldungen bei niedrigem und kritisch niedrigem Akkustand werden sowohl in „ Commander “ als auch auf dem Scanner selbst angezeigt.

„Das einzige Problem, das ich je hatte, war, dass sich das Kabel vom Akku gelöst hat.“ – Pete Kelsey, VCTO Labs

7. „ Commander “-App: Eine Benutzererfahrung, die speziell für den Einsatz vor Ort entwickelt wurde

Eines unserer zentralen Entwicklungsziele war von Anfang an, dass „ GX1 “ für alle zugänglich sein sollte – nicht nur für erfahrene Fachleute im Bereich des mobilen Scannens, sondern auch für Nachwuchskräfte und neue Teammitglieder, auf die Vermessungsunternehmen zunehmend angewiesen sind.

Um dies zu unterstützen, haben wir in die „ Commander “-Funktion für GX1 investiert. Den Nutzern wird ein integrierter Einführungsleitfaden angezeigt, der neue Nutzer bei ihren ersten Scans begleitet. Die RTK-Qualität, der Akkustand, der verbleibende Speicherplatz und das Kamerabild sind durchgehend in Echtzeit einsehbar – so wissen die Bediener in jeder Phase genau, was gerade geschieht. Unser Ziel war einfach: Ein unerfahrener Vermessungstechniker sollte innerhalb weniger Tage – und nicht erst nach Wochen – in der Lage sein, das Gerät sicher zu bedienen.

„Einfachheit ist entscheidend für Unternehmen, die keine Vermessungsfachleute sind – sie wollen nicht lernen, wie man eine Totalstation bedient.“ – Bruce Lin, Lin Trading

8. Mühelose Datenauslagerung: Kleines Detail, große Wirkung

Wir haben unser Augenmerk besonders auf jene Teile des Arbeitsablaufs gerichtet, die zwar nicht besonders glamourös waren, aber im Alltag für Reibungsverluste sorgten. Das Auslesen der Daten war einer davon. Bei früheren Systemen wurden Kamera- und „ LiDAR “-Daten getrennt verarbeitet, die Dateien wurden uneinheitlich benannt, und der Vorgang war langsamer, als er hätte sein müssen. Bei einem Spezialisten für Bestandsaufnahmen wurden im bisherigen „ Hovermap “-Workflow die „ LiDAR “-Daten in weniger als einer Minute ausgelesen – doch gerade bei den separaten Kameradateien kam der Prozess immer noch ins Stocken.

„Das einzige Mal, wenn es langsamer wird, ist beim Auslesen der Dateien von der GoPro-Kamera.“ – Neil Hyatt, Prairies Edge

Mit „ GX1 “ werden Kamera- und LiDAR -Daten gleichzeitig übertragen – über USB-Stick, USB-C an den Computer, SD-Karte, RJ45-Ethernet-Anschluss und sogar WLAN – und die Dateien werden automatisch organisiert und sinnvoll benannt, um sie in „ Aura “ zu verarbeiten. Es ist ein kleines Detail, aber es ist die Art von Detail, die sich im Laufe einer Arbeitswoche summiert.

9. Der gestapelte Formfaktor: Jeder Winkel berücksichtigt

„Der Formfaktor des ‚ GX1 ‘ ist ein gutes Beispiel dafür, wie die Funktion das Design bestimmt hat. Jede Entscheidung wurde getroffen, um die Datenqualität zu verbessern, wichtige Sensoren zu schützen und ein Produkt zu schaffen, das unverkennbar für Vermessungsingenieure entwickelt wurde.“ – Andrew Harrison, Leiter der Hardware-Entwicklung, Emesent

Das Hardware-Design ist voller Kompromisse. Die Form eines Scanners mag wie eine rein ästhetische Entscheidung erscheinen, doch bei „ GX1 “ wurde jeder Aspekt der Form von der Funktion bestimmt – und um das richtige Ergebnis zu erzielen, mussten wir uns genau überlegen, worauf wir unsere Optimierung ausrichten wollten.

Das gestapelte Design – bei dem der „ LiDAR “, die Kameras, die RTK-Antenne und der Akku vertikal angeordnet sind – war nicht die naheliegende Wahl. Doch es löste gleich mehrere Probleme auf einmal. Durch diese Anordnung der Komponenten wird der „ LiDAR “ geschützt, ohne die RTK-Antenne zu behindern; die Kameras können ein vollständiges 360-Grad-Panorama aufnehmen, ohne dass ein Teil des Scanners im Weg ist; und es entsteht das horizontale Sichtfeld „ LiDAR “, das wir benötigten, um Abweichungen zu reduzieren und die Genauigkeit von „ SLAM “ zu verbessern. 

Zudem sendet es ein klares visuelles Signal aus. Der „ GX1 “ wurde für professionelle Vermessungsarbeiten im Außenbereich entwickelt – und sieht auch so aus. In einem Markt, in dem viele Mitbewerber im Grunde Handscanner für den Innenbereich sind, die für einen breiteren Einsatz angepasst wurden, wollten wir, dass sich der „ GX1 “ optisch sofort von anderen abhebt. 

„Es ist einfach ein ausgefeilteres Gerät … immer noch mit demselben robusten SLAM und denselben hervorragenden Sensoren, was die Punktwolkendichte angeht, aber in einer durchdachteren und effizienteren Bauweise.“ – Adam Wylie, Delivery Manager, Sonto

10. Der Vermessungspfahl: Ein Signal für Vermessungsingenieure

Wir hätten einen Scanner entwickeln können, der signalisiert: „Wir verstehen etwas von Technik.“ Wir wollten jedoch einen entwickeln, der signalisiert: „Wir verstehen Vermessungsingenieure.“

Die Stangenhalterung für Vermessungsgeräte – kompatibel mit dem Standardgewinde 5/8", konzipiert für den bequemen Einsatz an der Schulter und mit der Stabilität eines Rucksacks bei der Flexibilität eines Handgeräts – ist teils ein praktisches Merkmal, teils ein Statement. Vermessungsingenieure arbeiten mit Stangen. Sie vertrauen auf Stangen. Wenn sie sehen, dass „ GX1 “ auf einer solchen Stange sitzt, erkennen sie darin ein Produkt, das speziell für sie entwickelt wurde.

„[Die Vermessungsstange] ist für Vermessungsingenieure, die regelmäßige Vermessungen durchführen, die bessere Lösung. Wenn wir eine topografische Vermessung durchführen würden, würde ich die Stangenlösung bevorzugen.“ – Mark Hayes, SEP Survey

Gemeinsam mit Ihnen entwickelt. Für Sie.

GX1 Dieses Produkt ist heute das, was es ist, weil sich mehr als 25 Fachleute die Zeit genommen haben, uns klar und ehrlich zu sagen, was nicht funktionierte und was sie tatsächlich brauchten. Jede Entscheidung in diesem Artikel – vom gestapelten Formfaktor über das Gewinde für den Vermessungsstab bis hin zum Akkudesign – geht auf ein Gespräch zurück, das wir mit jemandem aus der Praxis geführt haben.

Das ist keine Marketingaussage. So haben wir es entwickelt.

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