Vraag en antwoord over Visuele Plaatsbepaling en de Leica GS18 I

Productingenieur Metka Majeric beantwoordt vragen over Visuele Plaatsbepalingstechnologie en het gebruik van de Leica GS18 I GNSS RTK Rover.

Wat zijn de uitdagingen bij landmeten met een conventionele GNSS-sensor?

Om punten te kunnen meten, moet een GNSS-sensor satellietsignalen ontvangen. De positie van een punt kan alleen worden gemeten als de GNSS-sensor toegang heeft tot de open lucht en de stok fysiek in bereik van het punt is. Als dit niet mogelijk is, kunnen landmeters alternatieve methoden gebruiken, zoals:

• Gebruik van diverse workarounds zoals excentrisch meten m.b.v. een meetlint, het gebruik van COGO-functionaliteiten of registratie  in een veldwerk voor reconstructie op kantoor.
• Gebruik van extra apparatuur in combinatie met de GNSS-sensor zoals een CS20 met geïntegreerde DISTO of verlengstukken voor de loodstaaf. Op deze manier meten kan tijdrovend zijn en kan de nauwkeurigheid beïnvloeden.
• Het gebruik van alternatieve sensoren zoals een Total Station. Het gebruik van dergelijke alternatieven kan ook tijdrovend zijn als er maar een paar punten zijn die niet met een GS-sensor kunnen worden gemeten.

Gebruikers staan voor een extra uitdaging als er veel details moeten worden gemeten. Het meten van ieder punt met de stok vereist veel tijd op locatie. Er bestaat tevens het risico dat sommige punten worden vergeten en de locatie opnieuw moet worden bezocht, wat resulteert in extra kosten.

Hoe overwint de Leica GS18 I die uitdagingen?

Met de GS18 I hoeven er geen andere tijdrovende methoden of extra apparatuur te worden gebruikt. Dankzij de integratie van GNSS, IMU (Inertial Measurement Unit) en een camera kunnen de punten waar geen GNSS plaatsbepaling mogelijk is en andere ontoegankelijke punten worden gemeten aan de hand van afbeeldingen met gebruik van de Visuele Plaatsbepalingstechnologie van de GS18 I. Met deze nieuwe technologie kunnen punten op afstand worden vastgelegd met landmeetkundige nauwkeurigheid.

In welke situaties zouden landmeetprofessionals gebruik maken van Visuele Plaatsbepalingstechnologie?

Visuele Plaatsbepaling is met name geschikt voor:

• Het karteren van honderden punten.
• Het meten van ontoegankelijke punten zoals op een drukke weg, achter een hek of in gevaarlijke gebieden (bijvoorbeeld bij het risico van een agressieve hond, gevaarlijke kabels of op de rand van een dak).

Figuur 1 - Leica GS18 I GNSS RTK Rover tijdens het meten van punten over een hekwerk heen

• Punten meten op plaatsen met een geblokkeerd GNSS-signaal (bijv. onder een dak, balkon of boom).
• Punten meten op de gevel van een gebouw (bijv. de hoeken van een raam en de hoogte van het dak).

Figuur 2 - Het meten van gevels

• Het meten van extra punten zonder de locatie opnieuw te hoeven bezoeken.
• Het genereren van puntenwolken van vastgelegde objecten.

Figuur 3 - Puntenwolk gegenereerd uit groepen afbeeldingen die zijn vastgelegd met de GS18 I

• Volumeberekening van voorraden.
• Vastleggen van afbeeldingen van een verkeersongeval voor puntenmetingen.

Figuur 4 - Het vastleggen van een verkeersongeval

Wie zou een GS18 I moeten gebruiken?

De GS18 I is ontworpen voor gebruikers die eenvoudig punten willen meten die moeilijk bereikbaar zijn met een conventionele GNSS RTK Rover. De GS18 I is het ideale hulpmiddel voor gebruikers om op locatie grote hoeveelheden data te verzamelen. Gebruikers kunnen later beslissen welke punten ze aan de hand van afbeeldingen willen meten met landmeetkundige nauwkeurigheid.

Hoe werkt GS18 I? (Meetprincipe)

Laten we de volgende video als voorbeeld nemen.

De afbeeldingen kunnen direct erna worden gebruikt voor het meten van punten. Dit is mogelijk dankzij de Visuele Plaatsbepalingstechnologie.

Welke software is nodig voor het verwerken van vastgelegde afbeeldingen?

De GS18 I wordt volledig ondersteund door Leica Captivate software die draait op de CS20 LTE- of BASIC-controller of de CS35-tablet.

Captivate verwerkt, positioneert en oriënteert de vastgelegde afbeeldingen automatisch, waarmee kwaliteitsborging reeds op locatie wordt gegarandeerd. Het is niet nodig om referentiepunten of -lijnen handmatig te matchen, zoals dat wel het geval is bij het gebruik van vergelijkbare technologieën.

Hoe kunnen punten in afbeeldingen worden gemeten en welke software is daarvoor nodig?

Punten worden gemeten door Captivate dat draait op de CS20 LTE- of BASIC-controller of de CS35-tablet. Gebruikers kunnen op locatie punten meten, direct nadat de afbeeldingen zijn vastgelegd. 

Afbeeldingen kunnen ook worden geïmporteerd in Infinity, waarmee gebruikers punten kunnen meten op kantoor met een groot scherm. 

Selecteer simpelweg een punt in een afbeelding en het algoritme zal automatisch hetzelfde punt aangeven in de andere afbeeldingen. De 3D-coördinaten van het gemeten punt worden met één klik door Captivate berekend en opgeslagen, net zoals dat met een loodstaaf zou gebeuren.

Als er andere oplossingen worden gebruikt om 3D-coördinaten in afbeeldingen te berekenen, moeten punten handmatig in elke afbeelding worden geselecteerd. Met de GS18 I hoeven punten niet handmatig te worden geselecteerd in elke afbeelding aangezien het algoritme dit werk voor u overneemt. Zodra het geselecteerde punt in aangrenzende afbeeldingen is gevonden, wordt de 3D-positie van het punt gereconstrueerd door middel van voorwaartse insnijding, zoals aangegeven in de afbeelding hieronder.

Figuur 5 - Voorwaartse insnijding

Wat is het fundamentele principe achter Visuele Plaatsbepalingstechnologie?

Visuele Plaatsbepalingstechnologie is gebaseerd op de informatie die wordt aangeleverd door de GNSS-posities, de IMU en de vastgelegde afbeeldingen.

 
Figuur 6 - sensorfusie

Laten we de volgende video als voorbeeld nemen van een meetprincipe.

Om punten te meten met een GS18 I, gaat u naar de beginpositie en begint u met het vastleggen van afbeeldingen in Captivate. Nu loopt u verder terwijl u de GS18 I vasthoudt met de camera op de hoek gericht. Afbeeldingen worden automatisch vastgelegd met een frequentie van 2 Hz. Zodra het vastleggen is gestopt, berekent Captivate automatisch de positie en oriëntatie van de afbeeldingen in een globaal coördinatensysteem door de gegevens uit de GNSS en de IMU te integreren met kenmerken die herkenbaar zijn in de afbeeldingen. Deze afbeeldingen worden vervolgens als afbeeldingengroep opgeslagen binnen Captivate.

Afbeeldingen worden in real-time verwerkt en kunnen direct nadat het vastleggen is gestopt worden gebruikt voor het meten van punten. Bij gebruik van één afbeelding kan een punt worden gemeten met één enkele klik. Het algoritme dat op Captivate draait zal automatisch de geselecteerde punten matchen in andere afbeeldingen en de coördinaten van het punt berekenen in een lokaal coördinatensysteem door middel van een voorwaartse insnijding.

Is het ook mogelijk om puntenwolken te creëren aan de hand van vastgelegde afbeeldingen?

Ja, afbeeldingen die zijn vastgelegd met de GS18 I kunnen ook worden gebruikt in Leica Infinity om puntenwolken mee te genereren.

Hoe verschilt de GS18 I van de GS18 T?

De GS18 I is het nieuwe vlaggenschipproduct van Leica Geosystems' portfolio van GS sensoren. Het heeft alle functionaliteiten van de GS18 T met de toegevoegde waarde van Visuele Plaatsbepalingstechnologie.
 Net zoals elke andere GS-sensor kan de GS18 I RTK-correcties gebruiken van alle GNSS -correctiediensten. Voor optimale meetprestaties met de GS18 I bevelen we het gebruik van HxGN SmartNet aan, een GNSS -correctiedienst die kan worden gebruikt met elk GNSS-apparaat en die continu wordt gecontroleerd op integriteit, beschikbaarheid en nauwkeurigheid.

Waarom zou ik investeren in de Leica GS18 I?

Dit is de reden waarom de GS18 I interessant kan zijn voor gebruikers:

• De GS18 I is een veelzijdige GNSS RTK-sensor. Hij kan worden gebruikt om punten te meten met een verticale of gekantelde stok. Daarnaast kan hij worden gebruikt om ontoegankelijke punten te meten met landmeetkundige nauwkeurigheid door afbeeldingen vast te leggen en daarin te meten.
• Ontoegankelijke punten kunnen eenvoudig worden vastgelegd in afbeeldingen zonder aan veiligheid in te boeten.  U hoeft zich geen zorgen te maken over het meten van punten over een drukke straat heen of op een terrein met een gevaarlijke hond.
• Reduceer tijd in het veld door de situatie snel en efficiënt vast te leggen en beslis pas later wat er moet worden gemeten. De tijd in het veld wordt gereduceerd en het meten kan worden afgerond op kantoor, waarmee de productiviteit wordt verhoogd.

Waar moet een gebruiker rekening mee houden tijdens het overwegen van het gebruik van de GS18 I?

Visuele Plaatsbepalingstechnologie is gebaseerd op de GNSS- en IMU-metingen en op de afbeeldingen die zijn vastgelegd met de geïntegreerde camera. Er zijn bepaalde voorwaarden die in overweging moeten worden genomen als u de GS18 I gebruikt om afbeeldingen te meten:

• De GS18 I moet gedurende het meten genoeg bereik hebben van GNSS-signalen. Als de verbinding met de GNSS-satellieten verbroken is, zal de meting automatisch stoppen.
• Als er Visuele Plaatsbepaling nodig is, vermijd dan donkere omgevingen of direct zonlicht omdat er in de vastgelegde afbeeldingen dan niet genoeg kenmerken eenvoudig kunnen worden herkend om ze te matchen.
• Leg voor optimale nauwkeurigheid en prestaties het object vast van een afstand tussen de 2 en 10 meter. Als de afbeeldingen worden vastgelegd op een afstand van minder dan twee meter kunnen de afbeeldingen onscherp zijn als gevolg van de vaste focus van de camera. Aan de andere kant, wanneer de beelden worden vastgelegd vanaf een afstand groter dan 10 m, neemt de nauwkeurigheid af.
• Het is mogelijk om afbeeldingen vast te leggen op een afstand van minder dan twee meter of groter dan tien meter van een object. In dergelijke gevallen moet de gebruiker er rekening mee houden dat de nauwkeurigheid lager kan zijn. Er bestaat tevens het risico dat meetpunten op basis van afbeeldingen niet mogelijk zijn.
• De snelheid waarmee afbeeldingen worden vastgelegd is geoptimaliseerd voor normale loopsnelheid. Het is niet mogelijk de GS18 I te monteren op een bewegend voertuig omdat de afbeeldingen hierdoor onscherp kunnen worden.

 

Voor meer informatie over de Leica GS18 I gaat u naar: leica-geosystems.com/GS18I