先週 さまざまなタイプのスキャナーについて読みます。今週の投稿は、スキャンプロジェクトを計画する際に留意すべきことの出発点となります。

スキャンプロジェクトの計画

ほとんどの人にとって、スキャナーを購入することは投資に値しません。幸い、スキャンサービスを提供している会社はいくつかあります。それらの人々にとっては、典型的なスキャンプロジェクトのさまざまなステップを理解しておくと便利です。

主なフェーズは3つあります。

  • プロジェクトの準備:実際のスキャンの前にすべてが行われます。
  • スキャン自体。
  • スキャンデータを処理し、成果物を受け取ります。
点群データ
図1:スキャナー1はオブジェクトAを見ることができ、オブジェクトAの背後(水色の領域)をすべて非表示にします。スキャナー2はオブジェクトAとBを見ることができますが、明るい赤の領域には何も見えません。紫色の領域は、両方のスキャナーで見えません。

準備

クライアントはこの側面を過小評価することがよくありますが、実際にはそれが最も重要な部分です。ここでの重要な側面は、クライアントとスキャン会社がお互いを完全に理解していることを確認することです。それが修正されたら、詳細を計画できます。

誤解を避ける

仕様、最終的な目標の詳細な説明、測定(モデリングなど)と関連するすべてのコストの両方で必要な精度を記述します。

  • 建物の正確な表現をそのまま使用するか、壁が簡略化された理想的な表現を選択します。
  • どのオブジェクトをどの程度の精度で測定する必要がありますか?
  • 関係する各当事者の責任と権利は、スキャンする前に決定する必要があります。
  • スキャンプロジェクトで期待される最終製品は何ですか?クライアントは、作業する点群、または完全なCADモデルを注文しますか?
  • 実用的なものとは何ですか?より高い精度で測定することは、追加のコスト、時間、および労力を正当化しますか?
  • データセットの予想サイズ(GBの数)とそれに対応する処理時間を確認/見積もりして、クライアントが成果物を処理するための適切なハードウェアを備えていることを確認します。

実用的な計画

  1. 必要なすべての領域を必要な精度でスキャンできるスキャナー位置のセットを決定します。で説明したように 前書き、レーザースキャナーはオブジェクトの外面しか見ることができません。したがって、オブジェクトはその背後にあるものを隠し、以前に隠されていた領域を含めるには追加のスキャン位置が必要です。 図1 これは、スキャナー1がオブジェクトBをオブジェクトAの背後にあるために見えない(スキャナー1の死角は水色の領域で示されている)一方で、スキャナー2はオブジェクトAとBの下部を見ることができますが、独自のものもあります。盲点(薄い赤の領域で示されます)。計画はそれを考慮に入れなければなりません!
  2. スキャン時間は高価です(工数、設備)ので、事前に以下を確認してください:
    • 計画には、必要なすべての領域をスキャンするのに十分なスキャナー位置が含まれます
    • オペレーターは、すべての位置に安全にアクセスできます(製造ホールで稼働中の機械がある場所でスキャンする場合など)
    • スキャン時のスキャンに適した場所(邪魔な振動、人や物が通り過ぎないなど)
    • オペレーターは、計画されたすべてのスキャナー位置にアクセスする権限を持っています

スキャン自体

データの処理

  1. 登録: 異なるスキャンからのすべてのデータは、同じ座標系でマージする必要があります。各スキャナーは独自の座標系を使用します。異なるスキャナー位置から単一のデータセットを取得するには、これらすべてのデータポイントを同じ座標系(図2)。この目的のために、特定の参照オブジェクトが使用されます。このプロセスを「データの登録」といいます。
  2. 品質検証。オペレーターは、この目的のために地上基準点を使用します。それらは別の方法でこれらの点を測定し、それらの位置をスキャン内の対応する点の位置と比較します。
  3. データのフィルタリング:ノイズの除去。スキャン中にシーンを通過した人、反射による異常値など
  4. モデリング/測定 スキャンしたデータから。
点群データ
図2:2つの異なるスキャナー位置(それぞれ独自のローカル座標系CSを持つ)から同じ世界座標系(WCS)への点群の登録

結果:点群ファイル!

考慮すべきこと

クライアントが実際にモデリングを行い、成果物が一連のクリーンな点群であることをスキャン会社に同意したと仮定します。言うまでもなく、スキャナーが毎秒最大100万ポイントを生成する場合、結果のデータセットのサイズは数百Mbから数百Gbのオーダーになります。これらの巨大なデータセットを操作できることは明らかではなく、次のような独自の課題があります。

  • 生データと派生データの両方について、ディスク上に十分なデータストレージを用意する必要があります。
  • すべてのデータの処理と解釈には数時間、場合によっては数日かかることがあります。
  • これらの膨大な量のデータによる視覚化と効率的なナビゲーションは、適切なハードウェアなしでは非常に遅くなることも、不可能になることさえあります。

ファイル形式の種類

点群データをディスクに保存するには、データをファイルに書き込む必要があります。すべての企業が独自の形式で作業しているように見えるため、これは本当に苦痛になる可能性があります。このセクションでは、点群ファイル形式とそのプロパティのいくつかの側面について説明します。ファイル形式は次のとおりです。

  • 開いた: 仕様書および/または参照(実装はオープンに利用可能です)。
  • 閉まっている: ファイルは、作成者からのライセンスを持つソフトウェアによってのみ読み取ることができます。
  • 何か の間に: 企業は、ファイル形式の仕様自体を公開せずに、ファイル形式のバイナリライブラリを提供しています。

ファイル形式は、ASCIIまたはバイナリです。 1つ目の方法には、人間が読める形式であり、メモ帳などの単純なテキストリーダーを使用して、内容を簡単に確認できるという利点があります。もちろん、人間でもファイルの内容を読み取ることができるため、このタイプのファイルは定義上開いています。欠点は、テキストを解析および解釈する必要があるため、これらのファイルの処理が遅くなることです。バイナリファイルは逆です。形式の仕様が利用できない場合、適切なソフトウェアなしでは読み取りは高速ですが、検査が困難です。

ファイル形式の例:

  • クローズ、バイナリ:
    • ライカインプ
    • FARO fls
    • クビットPTC
    • オートデスクrcp / rcs
  • オープン、バイナリ:
    • ラス、laz(zip las)
    • E57
    • pcdのバイナリバリアント
  • ASCII:
    • pcdのASCIIバリアント
    • PTX
    • Xyz

PLY、STL、OBJ、VTKなど、厳密には点群ではないファイル形式も言及されることがあります。これらのファイルには、ポイントジオメトリとそのプロパティだけでなく、エッジ、面なども含まれます。

次回

来週のブログに戻って、利用可能なさまざまな種類のソフトウェアと、実験用の無料のデータセットへのリンクについて学習してください。

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読み続けます

BricsCADで点群を使用する方法

  1. ポイントは何ですか?
  2. スキャナーなしで無意味
  3. スキャンプロジェクト中に曇った期待を避ける
  4. ソフトウェアのクラウド
  5. ポイントパフォーマンス
  6. Scan-to-BIM