Projektowanie następnej generacji procesu przechwytywania rzeczywistości

Technologia przechwytywania rzeczywistości staje się coraz ważniejsza dla wielu różnych gałęzi przemysłu. Obecnie sprzęt i oprogramowanie do skanowania laserowego są wykorzystywane w coraz większej liczbie gałęzi przemysłu, począwszy od projektów badawczych i modelowania informacji o budynkach (BIM), poprzez ropę i gaz, kryminalistykę i budownictwo, aż po nietradycyjne branże, takie jak media i rozrywka oraz nieruchomości. Ta ekspansja bazy użytkowników reality capture spowodowała rozwój oprogramowania Leica Geosystems w ostatnich latach. Rodzina oprogramowania Leica Cyclone sprawiła, że projekty skanowania laserowego 3D stały się dostępne dla szerszej grupy użytkowników, upraszczając cały proces - od skanowania w terenie do gotowego produktu.  

Poniżej omawiamy niektóre z kluczowych elementów procesu pracy w Cyclone. 

Z terenu

Wydajne oprogramowanie terenowe Cyclone FIELD 360 współpracuje bezproblemowo z wielokrotnie nagradzanymi skanerami laserowymi 3D Leica Geosystems do przechwytywania rzeczywistości  - Leica BLK360 i Leica RTC360. Dzięki Cyclone FIELD 360 możliwa jest automatyczna wstępne łączenie skanów i wstępne wyrównywanie chmur punktów, co pozwala na łatwą manipulację danymi bezpośrednio w terenie. Jest to duży krok naprzód w dziedzinie przechwytywania rzeczywistości, ponieważ pozwala użytkownikom wykonywać cenne prace w terenie, które mogą znacznie zredukować lub nawet wyeliminować główne elementy ich pracy biurowej i dodać cenne informacje kontekstowe do projektu w trakcie procesu przechwytywania. 

Cyclone FIELD 360 wykorzystuje proces wizualnego rejestrowania, którego pionierem jest Cyclone REGISTER, aby umożliwić użytkownikom szybkie umieszczanie skanów w relatywnym wyrównaniu do siebie, wspomagając kontrolę kompletności i wstępne wyrównanie, co może znacznie poprawić szybkość i jakość ostatecznego łączenia skanów.   



Dla Użytkowników, którzy potrzebują wykonać wirtualną wycieczkę lub szybko skomunikować się z innymi zainteresowanymi stronami, Cyclone FIELD 360 posiada możliwość publikowania wstępnie ustawionych, lekkich podglądów przechwyconych chmur punktów, geotagów, obrazów termicznych i obrazów HDR bezpośrednio do Leica TruView Cloud dzięki czemu jest ona natychmiast dostępna dla zespołów lub klientów poza terenem obiektu, na dowolnym urządzeniu, w dowolnym miejscu, przyspieszając proces podejmowania decyzji. Projekty mogą być następnie łączone i przygotowywane w Cyclone po powrocie do biura w celu stworzenia dodatkowych produktów lub tradycyjnych prac projektowych.  

We wczesnych czasach skanowania laserowego, praca w terenie wymagała użycia wydajnego laptopa, baterii zapasowych i wielu operatorów do wykonywania dużych zadań. Zasilacze zapasowe dla laptopa i skanera były niezbędne i ważyły do 7 kg na sztukę (dla baterii skanera). Prace, których skanowanie trwało miesiąc lub dłużej, mogą być teraz skanowane pełniej oraz z większą gęstością i dziesięć razy szybciej niż wcześniej. Wyrównanie wstępne w terenie skraca teraz czas pracy w biurze o taką samą wartość. 

Do końca

Dzięki tym innowacjom w oprogramowaniu w terenie, przygotowanie danych w biurze zostało znacznie uproszczone, co pozwala użytkownikom na szybkie przejście od etapu przygotowania do realizacji. Cyklone jest liderem w branży od czasu jego powstania prawie 20 lat temu, a jego spuścizna leży u podstaw dzisiejszego produktu. Rodzina Cyclone REGISTER pozwala użytkownikom na szybką weryfikację, korektę i sfinalizowanie łączenia skanów. Potężne, najlepsze w swojej klasie narzędzia zdemistyfikowały techniczny proces rejestracji. Dzięki wprowadzeniu prawdziwie automatycznej i wizualnego łączenia skanów, automatycznemu czyszczeniu i prostemu raportowaniu jakości, nawet nowi lub początkujący użytkownicy mogą tworzyć wysokiej jakości, profesjonalne projekty.  

Po połączeniu skanów, dane przechodzą do dalszych etapów produkcji w wielu aplikacjach Użytkownicy mogą publikować swoje dane w standardowych formatach, które mogą być wykorzystywane w pakietach projektowych innych firm lub w uniwersalnym formacie LGS firmy Leica Geosystems. Pliki LGS są zasilane przez technologię Leica JetStream, która pozwala użytkownikom na natychmiastowy dostęp do wszystkich danych projektowych, w tym punktów, obrazów i informacji dodatkowych (GeoTagi, metadane, itp.), bez konieczności ich importu i ładowania, w całym łańcuchu narzędzi do pozyskiwania danych z rzeczywistości. Wielu użytkowników decyduje się na pracę z tymi plikami bezpośrednio w wybranym przez siebie pakiecie projektowym za pośrednictwem CloudWorx, aby uzyskać dostęp do unikalnego zestawu narzędzi do przechwytywania rzeczywistości, który zapewniają te wtyczki, jednocześnie wykorzystując szybkość i prostotę, jakie oferują pliki LGS. Leica Cyclone 3DR został uruchomiony w 2019 roku dla użytkowników, którzy oczekują kompleksowego rozwiązania, stworzonego z myślą o realizacji projektów typu reality capture. Cyclone 3DR łączy scentralizowane, pełnowymiarowe możliwości technologii JetStream w zakresie zarządzania chmurami punktów ze zautomatyzowanymi funkcjami analizy i modelowania chmur punktów w jednym, prostym w obsłudze oprogramowaniu. Procesy robocze zawierają dostosowane do potrzeb narzędzia do zastosowań geodezyjnych, budowlanych i inspekcji zbiorników.  

Skalowalność

Głównym wyzwaniem dla branży skanowania laserowego - zwłaszcza na rynku BIM - jest gromadzenie i renderowanie danych w skali. Leica Geosystems oferuje wiele skanerów laserowych dobrze wyposażonych do obsługi takich projektów i danych. RTC360 to tradycyjny stacjonarny skaner laserowy 3D, który może rejestrować do 2 milionów punktów na sekundę i wykonać pełne skanowanie w mniej niż 2 minuty. Skaner RTC360 zawiera również opatentowany system Visual Inertial System (technologia VIS), który śledzi ruch użytkownika i automatycznie wstępnie wyrównuje skany w celu zmniejszenia lub nawet wyeliminowania potrzeby wprowadzania danych przez użytkownika. Te innowacje umożliwiają użytkownikom zbieranie terabajtów danych w ciągu jednego dnia pracy w terenie - jest to wyjątkowe wyzwanie dla oprogramowania przetwarzającego dane.  

I odwrotnie, unikalny skaner Leica BLK2GO czerpie najlepsze wzorce z rodziny skanerów mobilnych Leica Geosystems i łączy je w ręczny, jednoprzyciskowy pakiet, idealny do zastosowań BIM, budowlanych i pomiarowych. Wyjątkowa konstrukcja BLK2GO pozwala użytkownikom na swobodne poruszanie się i szybkie skanowanie dużych powierzchni bez konieczności poświęcania czasu na ustawianie skanera.  

Oba skanery z łatwością tworzą projekty o wartości miliardów punktów i terabajtów danych. Cyklone, jest zatem przeznaczony do obsługi danych tej skali i przygotowania ich do wykorzystania w innych programach Leica Geosystems oraz w powszechnych pakietach projektowych, takich jak Autodesk i Bentley.  

Szybkość

Szybkość staje się coraz ważniejsza dla powodzenia projektu. Cyclone w pełni wykorzystuje pracę wykonywaną przez użytkownika w terenie do wstępnego wyrównania skanów za pomocą technologii VIS RTC360, a następnie Cyclone FIELD 360 stosuje przetwarzanie wielowątkowe i wielordzeniowe do szybkiego i wydajnego importu danych w oparciu o specyfikację stacji roboczej użytkownika. W większości przypadków projekty, które są wstępnie skonfigurowane, wymagają od użytkownika minimalnego nakładu pracy w celu ich ukończenia - co skraca czas łączenia danych w biurze i przygotowania ich do późniejszego wykorzystania.  

Oczywiście, sukces projektu nie polega tylko na szybkim jego zakończeniu, ale również na jego prawidłowym wykonaniu. Rezultaty są tylko tak dokładne, jak łączenie danych, na których są oparte. W tym celu uproszczono walidację danych za pomocą TruSlicer, który pozwala użytkownikowi na wizualną kontrolę jakości rejestracji wzdłuż osi X, Y i Z. Cyclone REGISTER 360 wprowadził również unikalny zestaw narzędzi do raportowania jakości, który sprawia, że dokładność projektu jest widoczna podczas przeglądania i edycji projektu aż do końcowego etapu publikacji. Jakość łączenia skanów pomiędzy dwoma dowolnymi ustawieniami jest reprezentowana w danych 3D jako powiązania koloru czerwonego, żółtego lub zielonego, podczas gdy ogólna jakość projektu jest podsumowana za pomocą prostej tabeli metrycznej błędów. Dla tych, którzy chcą zagłębić się w swoją jakość danych, tabele tabelaryczne są dostępne opcjonalnie w obszarze Raport lub w obszarze Przegląd i optymalizacja.  

Cyclone REGISTER 360 jest zbudowany w oparciu o technologię JetStream, która obsługuje renderowanie z bardzo dużą szybkością, bez czasów trwania wczytywania lub opóźnień, które mogą uwięzić użytkowników z dużymi zbiorami danych. Dzięki temu użytkownicy mogą szybko przechodzić od importu danych do ich łączenia i szybko nawigować po swoich projektach, co zapewnia maksymalną wydajność.  

Rodzina Leica Cyclone została stworzona przez Leica Geosystems - wszystkie jej komponenty pracują ramię w ramię, począwszy od przechwytywania danych, a skończywszy na ich dostarczaniu, co pozwala zredukować częste przeszkody w pracy i sprawia, że użytkownicy pracują, a nie czekają.  

Prostota

Projektując całościowy przebieg pracy Cyclone'a, zwróciliśmy szczególną uwagę na łatwość jego obsługi. Od pierwszego dnia wiedzieliśmy, że budujemy te produkty dla następnej generacji użytkowników przechwytujących rzeczywistość - ludzi, którzy od dziesięcioleci nie byli geodetami. Użytkownicy ci oczekują poziomu wydajności i prostoty, które leżą u podstaw wszystkich naszych decyzji. Dzięki takiemu podejściu zaprojektowaliśmy nasze produkty Cyclone w taki sposób, aby nawet użytkownicy nie będący użytkownikami technicznymi mogli od razu być produktywni. Ale ta filozofia przynosi korzyści wszystkim użytkownikom - nie tylko nowym nabywcom.  

Przykładami innowacji, które wprowadziliśmy jako pionierzy, są: wstępne łączenie skanów w terenie, rejestracja wizualna, automatyczna rejestracja, zautomatyzowane procedury czyszczenia, kierowane procesy robocze oraz gotowe dla klienta szablony raportów, które eliminują wiele zgadywanek związanych z pozyskiwaniem dobrych danych, przygotowaniem ich do konsumpcji i produkcją produktów. Każda z tych innowacji powstała w oparciu o 20-letnie doświadczenie Leica Geosystems w skanowaniu laserowym. 

W początkowych latach istnienia zawodu, skanowanie laserowe, z polem widzenia 40 stopni, wymagało kilku godzin na wykonanie pojedynczego skanowania 360 stopni i bez użycia tarcz, łączenie skanów było długą i trudną pracą wymagającą bardzo specjalistycznego zestawu umiejętności i potężnych komputerów. Leica Geosystems był pionierem w dziedzinie precyzyjnego łączenia skanów i rejestracji w chmurze bez udziału tarcz, dzięki czemu rejestracja była procesem wizualnym i intuicyjnym. Duże projekty, które trwały od tygodni do miesięcy, mogą być teraz wykonywane w ciągu kilku dni i rejestrowane niemal automatycznie przy użyciu najnowszych skanerów laserowych Leica Geosystems. Innowacje, takie jak wstępne łączenie skanów w terenie za pomocą technologii Cyclone FIELD 360 i VIS wewnątrz skanera laserowego RTC360, w połączeniu z wydajnym oprogramowaniem Cyclone REGISTER 360 wykorzystującym technologię Visual Registration, sprawiły, że dotychczasowa bardzo techniczna praca stała się tak prosta, jak przeciąganie pasujących do siebie elementów układanki.  

Nie każdy, kto jest częścią zespołu projektowego, potrzebuje lub chce wejść w interakcję z danymi poprzez wyspecjalizowany produkt. Dla tych użytkowników, Leica Geosystems oferuje proste przeglądarki, do których można uzyskać dostęp online lub na pulpicie. TruView, który umożliwia oglądanie dokładnie zwymiarowanych, fotorealistycznych danych dotyczących rzeczywistości cyfrowej, może być łatwo oglądany przez każdego na dowolnym poziomie, w dowolnym miejscu i na dowolnym urządzeniu. Użytkownicy mogą nawigować, mierzyć, oznaczać i dodawać dodatkowe informacje do projektów w postaci GeoTagów, co pozwala im na współpracę przy projektach rejestracji rzeczywistości wewnętrznie lub z zewnętrznymi wykonawcami i klientami. Podobnie JetStream Viewer, który jest kompatybilny z plikami LGS, oferuje użytkownikom możliwość wciągającego oglądania projektów. Użytkownicy mogą nawigować w pełnym 3D lub z pozycji ustawienia, aby oglądać chmurę punktów, obrazy, GeoTagi i Markupy, a ponadto, dzięki najnowszej wersji (2020.1), użytkownicy mogą załadować do przeglądarki modele projektowe w celu przeprowadzenia wizualnej kontroli jakości warunków powykonawczych w stosunku do modeli projektowych, wizualizacji nowych komponentów lub budynków na miejscu lub tworzenia wizualizacji miejsca przestępstwa. W przypadku tych odbiorców za priorytet uznaliśmy prostotę i łatwość obsługi, upraszczając zestaw narzędzi do kluczowych funkcji wizualizacji, nawigacji i współpracy.  

Praca z Leica Cyclone przynosi wydajność i produktywność w całym procesie przechwytywania rzeczywistości. Renomowana precyzja Leica Geosystems jest integralną częścią programu Cyclone. Spuścizna w dziedzinie dokładności idzie w parze z innowacjami, które upraszczają pracę użytkownika przy projektach dowolnej wielkości, a rezultatem jest prosty proces pracy, który prowadzi użytkowników przez projekt, redukuje częste przeszkody i pomaga szybko dostarczyć profesjonalne, dokładne wyniki, dzięki czemu użytkownicy mogą dostarczyć większą wartość swoim klientom. 



Guy Cutting
Senior Product Manager, Leica Cyclone
Reality Capture Division