Основные причины двоения облака при SLAM-сканировании
Накопление ошибок инерциальной системы (IMU)
Это наиболее распространённая и базовая причина появления дублирующихся фрагментов данных. SLAM использует инерциальный блок (IMU) для расчёта скорости, ускорения и углов поворота.
Любой минимальный шум или дрейф IMU накапливаются с каждым шагом. Когда оператор возвращается в начальную точку, система из-за накопленной ошибки не узнаёт её и проецирует новые данные рядом со старыми, создавая задвоение.
Проблемы с ГНСС-сигналом (RTK не панацея)
Даже при тесно-связанной интеграции SLAM+ГНСС и фиксированном решении могут возникать проблемы с позиционированием.
- Глушение или спуфинг сигнала: помехи могут возникать как в районе базовой станции, так и в зоне проведения работ
- Бесконтрольность метода: RTK не обеспечивает независимого контроля качества в реальном времени
- Скрытые отлеты координат: в сложных условиях фиксированное решение может сохраняться, но фактически координаты "отлетают" от реальной траектории, отлет даже на несколько сантиметров, может привести к двоению облака точек
Недостаточность или низкое качество данных с лидара
Так как SLAM алгоритмы берут за основу геометрию пространства вокруг, то лидарные измерения нужны алгоритму SLAM для привязки к реальному окружению и корректировки накопленных ошибок IMU.
- Однообразная среда: длинные коридоры, пустые залы без уникальных ориентиров
- Движущиеся объекты: люди, транспорт создают «шум» и ложную геометрию
- Резкие движения: быстрые повороты приводят к некорректному распознаванию геометрии по лидарным данным
Ошибки при замыкании петель
Замыкание петли — ключевой механизм SLAM, предназначенный для исправления накопившихся ошибок.
- Не распознавание места: система не понимает, что вернулась в старую точку
- Ложное распознавание: похожие участки ошибочно принимаются за одинаковые
- Слишком большая ошибка: алгоритм не может математически «подтянуть» траекторию
💡 Простая аналогия
Представьте, что вы идёте по лесу с завязанными глазами, считая шаги и запоминая повороты. Сначала всё точно, но небольшой неточный шаг приведёт к тому, что ваша мысленная карта сильно разойдётся с реальностью.
Как уменьшить вероятность появления задвоений в облаке точек
Правильная методика сканирования
Замыкайте петли
Планируйте маршрут так, чтобы возвращаться в уже пройденные участки. Это даёт алгоритму возможность исправления накопленной ошибки позиционирования.
Двигайтесь плавно
Избегайте резких ускорений, торможений и поворотов для получения чистых данных IMU и лидара.
Сканируйте с перекрытием
Захватывайте больше данных, чем кажется нужным, особенно в однотипных зонах. Это увеличивает шансы на успешное сопоставление сканов.
Подготовка и техническое обеспечение
Подготовка среды
В скудных, однотипных помещениях временно размещайте уникальные объекты (например, конусы, коробки и тд.), чтобы дать лидару «за что зацепиться».
Использование опорных точек (опознаков)
Во время съёмки расставляйте и сканируйте не менее 4 опознаков на проект. На этапе постобработки их точные координаты позволяют программно «привязать» и выровнять облако, устраняя накопленные ошибки.
Уточнение траектории в PPK
Во время работы под открытым небом сканер RS10 автоматически сохраняет файл кинематики (PPK). При последующей обработке можно подключать данные от разных базовых станций в форматах .hcn или .rinex. Такой подход полезен даже тогда, когда съёмка выполнялась в режиме RTK.
Вывод и практические рекомендации
Если в процессе сканирования вы заметили задвоение в реальном времени — не расстраивайтесь! В большинстве случаев ситуацию можно исправить на этапе постобработки данных с помощью специализированного ПО.
Что делать, если задвоение осталось после обработки?
Экспериментируйте с режимами обработки
Если обработка выполнялась в режиме RTK — попробуйте переобработать данные в режиме PPK с подключением данных от других базовых станций. Часто это позволяет улучшить траекторию и устранить артефакты.
Комбинируйте методы привязки
Если использовались опознаки — попробуйте комбинацию PPK + опознаки. Совместное использование кинематической постобработки и опорных точек часто даёт наилучший результат для сложных объектов.
Ключевые правила успешного сканирования
Готовьте объект заранее
Продумайте маршрут сканирования до начала работ. Определите потенциально проблемные зоны и подготовьте их — добавьте временные объекты в однообразных помещениях, уберите по возможности движущиеся объекты.
Не забывайте о замыканиях
Регулярное возвращение к уже отсканированным участкам — самый эффективный способ борьбы с накоплением ошибок. Планируйте маршрут с несколькими петлями, особенно на протяжённых объектах.
Используйте опознаки везде, где это возможно
Раскидывайте опорные точки по всему объекту — они станут вашей страховкой на случай проблем с траекторией. Даже несколько правильно размещённых опознаков могут радикально улучшить качество финального облака точек при постобработке.
🗂️ Рекомендуемые материалы
Для более глубокого понимания работы со SLAM-оборудованием рекомендуем изучить следующие материалы:
🎓 Онлайн-обучение
Для комплексного освоения работы с оборудованием RS10 рекомендуем пройти специализированный курс "Курс по работе с ГНСС-RTK SLAM сканером CHCNAV RS10" в нашем онлайн-университете.