Onderzoek naar de nauwkeurigheden van laserscanning zonder targets
PROBLEEMSTELLING
Het gebruik van targets (vast aanduidbare gemeenschappelijke punten tussen verschillende scanposities) bij het laserscannen is een tijdrovende bezigheid. Het vakkundig plaatsen en inmeten van de targets is een werk dat weloverdacht moet gebeuren, maar het komt de nauwkeurigheid van de registratie van de puntenwolken zeker ten goede. Verder is het gebruik van targets vaak handig om de puntenwolk in een bepaald referentiestelsel te plaatsen.
Vandaag de dag kent de wereld van het scannen echter een grote opmars op twee gebieden:
- Softwareprogramma’s laten toe om een cloud-to-cloud registratie te doen. Daarbij zal de software via algoritmes zonder gebruik van targets naar overlapping zoeken binnen twee puntenwolken uit twee scanposities. Op basis van deze overlapping gebeurt de registratie.
- Fabrikanten van laserscanners zetten in op manieren om scanners “intelligenter” te maken. Bijvoorbeeld door het inbouwen van een GNSS-chip of het installeren van VIS-technologie, zodat de scanner zijn opstelplaatsen onderling aan elkaar kan linken om op deze manier de registratie eenvoudiger mogelijk te maken.
Het voordeel van voornoemde vooruitgang is dat targetscans in principe overbodig zouden worden. In dit onderzoek willen we enerzijds nagaan hoe nauwkeurig scannen zonder targets, met de software die momenteel voorhanden is, in de praktijk is en anderzijds willen we nagaan of er hieromtrent grote verschillen zijn tussen de softwarepakketten die beschikbaar zijn.
CENTRALE ONDERZOEKSVRAAG
Hoe nauwkeurig is scannen zonder gebruik te maken van targets met de software die momenteel beschikbaar is? Zijn er grote verschillen tussen de pakketten die beschikbaar zijn?
METHODE EN AANPAK
Om het onderzoek te doen naar de nauwkeurigheid van laserscannen met of zonder targets starten we met het uitvoeren van een referentiemeting. Dat wordt een meting met een totaalstation waarbij alle targets (en eventueel ook referentiepunten) die later zullen worden gebruikt voor de registratie van de puntenwolken worden ingemeten. Deze referentiemeting doen we met het totaalstation via veelhoeksmeting. Dergelijke manier van meten biedt de mogelijkheid om een goed zicht te verwerven op de nauwkeurigheid van deze referentiemeting. Om zoveel mogelijk fouten uit te schakelen, wordt de veelhoeksmeting uitgevoerd met gedwongen centrering, zodoende wordt de foutenlast geminimaliseerd. De sluitfouten op kaarthoeken en coördinaten kunnen worden begroot na de meting.
Na vereffening van de veelhoeksmeting hebben we dus een referentiemeting waarmee de latere puntenwolken kunnen worden vergeleken. Daarna wordt hetzelfde traject van de veelhoeksmeting opgemeten met de scanner en dito met gebruik van targets. De referentiepunten van de veelhoeksmeting worden mee ingescand. Deze scandata zal dan tweemaal worden geregistreerd: de eerste keer met gebruik van de targets, maar in de software kan de meting ook worden geregistreerd zonder gebruik te maken van de targets (cloud to cloud). In de beide geregistreerde puntenwolken kan er nu op zoek gegaan worden naar de coördinaten van de referentiepunten uit de veelhoeksmeting. De coördinaten worden vergeleken en op basis daarvan kunnen er uitspraken gedaan worden over de nauwkeurigheid van de meting.
Deze oefening kan herhaald worden met verschillende softwarepakketten, met verschillende scanners alsook binnen verschillende omgevingen teneinde op basis hiervan uitspraken te doen inzake de nauwkeurigheid van scannen met of zonder targets. Externe factoren die van impact op de nauwkeurigheid worden zoveel mogelijk uitgeschakeld doordat de registratie met en zonder targets met dezelfde meetdata kan worden uitgevoerd.
Het gebruik van targets (vast aanduidbare gemeenschappelijke punten tussen verschillende scanposities) bij het laserscannen is een tijdrovende bezigheid. Het vakkundig plaatsen en inmeten van de targets is een werk dat weloverdacht moet gebeuren, maar het komt de nauwkeurigheid van de registratie van de puntenwolken zeker ten goede. Verder is het gebruik van targets vaak handig om de puntenwolk in een bepaald referentiestelsel te plaatsen.
Vandaag de dag kent de wereld van het scannen echter een grote opmars op twee gebieden:
- Softwareprogramma’s laten toe om een cloud-to-cloud registratie te doen. Daarbij zal de software via algoritmes zonder gebruik van targets naar overlapping zoeken binnen twee puntenwolken uit twee scanposities. Op basis van deze overlapping gebeurt de registratie.
- Fabrikanten van laserscanners zetten in op manieren om scanners “intelligenter” te maken. Bijvoorbeeld door het inbouwen van een GNSS-chip of het installeren van VIS-technologie, zodat de scanner zijn opstelplaatsen onderling aan elkaar kan linken om op deze manier de registratie eenvoudiger mogelijk te maken.
Het voordeel van voornoemde vooruitgang is dat targetscans in principe overbodig zouden worden. In dit onderzoek willen we enerzijds nagaan hoe nauwkeurig scannen zonder targets, met de software die momenteel voorhanden is, in de praktijk is en anderzijds willen we nagaan of er hieromtrent grote verschillen zijn tussen de softwarepakketten die beschikbaar zijn.
CENTRALE ONDERZOEKSVRAAG
Hoe nauwkeurig is scannen zonder gebruik te maken van targets met de software die momenteel beschikbaar is? Zijn er grote verschillen tussen de pakketten die beschikbaar zijn?
METHODE EN AANPAK
Om het onderzoek te doen naar de nauwkeurigheid van laserscannen met of zonder targets starten we met het uitvoeren van een referentiemeting. Dat wordt een meting met een totaalstation waarbij alle targets (en eventueel ook referentiepunten) die later zullen worden gebruikt voor de registratie van de puntenwolken worden ingemeten. Deze referentiemeting doen we met het totaalstation via veelhoeksmeting. Dergelijke manier van meten biedt de mogelijkheid om een goed zicht te verwerven op de nauwkeurigheid van deze referentiemeting. Om zoveel mogelijk fouten uit te schakelen, wordt de veelhoeksmeting uitgevoerd met gedwongen centrering, zodoende wordt de foutenlast geminimaliseerd. De sluitfouten op kaarthoeken en coördinaten kunnen worden begroot na de meting.
Na vereffening van de veelhoeksmeting hebben we dus een referentiemeting waarmee de latere puntenwolken kunnen worden vergeleken. Daarna wordt hetzelfde traject van de veelhoeksmeting opgemeten met de scanner en dito met gebruik van targets. De referentiepunten van de veelhoeksmeting worden mee ingescand. Deze scandata zal dan tweemaal worden geregistreerd: de eerste keer met gebruik van de targets, maar in de software kan de meting ook worden geregistreerd zonder gebruik te maken van de targets (cloud to cloud). In de beide geregistreerde puntenwolken kan er nu op zoek gegaan worden naar de coördinaten van de referentiepunten uit de veelhoeksmeting. De coördinaten worden vergeleken en op basis daarvan kunnen er uitspraken gedaan worden over de nauwkeurigheid van de meting.
Deze oefening kan herhaald worden met verschillende softwarepakketten, met verschillende scanners alsook binnen verschillende omgevingen teneinde op basis hiervan uitspraken te doen inzake de nauwkeurigheid van scannen met of zonder targets. Externe factoren die van impact op de nauwkeurigheid worden zoveel mogelijk uitgeschakeld doordat de registratie met en zonder targets met dezelfde meetdata kan worden uitgevoerd.
Resultaten
Verspreiding van de nieuw gecreëerde kennis
- Presentatie op het najaarsforum van de NKKCLE (beroepsvereniging voor landmeters)
- Presentatie op BEGEO (nationaal congres voor Geo-sector)
- Voor eigen studenten: opname van de resultaten in cursussen van de opleiding
Tijdens werkveldcommissies die worden georganiseerd door de opleiding vastgoed worden ook altijd de resultaten van de lopende onderzoeken toegelicht.
- Presentatie op het najaarsforum van de NKKCLE (beroepsvereniging voor landmeters)
- Presentatie op BEGEO (nationaal congres voor Geo-sector)
- Voor eigen studenten: opname van de resultaten in cursussen van de opleiding
Tijdens werkveldcommissies die worden georganiseerd door de opleiding vastgoed worden ook altijd de resultaten van de lopende onderzoeken toegelicht.
AP Hogeschool Antwerpen
16/09/2019 - 20/09/2020
Eva Brodelet
AP Hogeschool Antwerpen - Blikopener contact
