我们知道,徕卡RTC360可以在外业扫描的同时完成点云自动拼接,无需使用标靶,现场即可查看拼接效果,这么强大的功能是如何实现的呢?今天,我们来认识一下徕卡点云自动拼接技术背后的核心“功臣”之一:VIS视觉追踪技术。
VIS是Visual InertialSystem的缩写,徕卡于2017年申请此专利技术,主要由5个内置VIS相机、惯性测量单元IMU及相应算法组成。
惯性测量单元IMU的原理是直接测量加速度和角速度,根据积分原理计算出速度,进一步得到位置和方向。它具有输出频率高、能输出6DoF测量信息等优点。但是IMU误差会随时间的推移而累积,导致结果出现漂移。因此,仅靠惯性测量无法获得最佳结果。
相比IMU,视觉 SLAM的结果漂移会好很多,是否视觉SLAM就很好地解决了位姿解算、现场自动拼接问题呢?并没有!目前发展快速的视觉 SLAM存在很多问题,输出频率低、进行旋转运动和运动速率快时定位易失败,因此实际中很难重建轨迹和环境的比例。
徕卡测量系统的VIS视觉追踪技术,是基于惯性测量单元(IMU)的视觉SLAM,通过两种技术的融合互补,解决了视觉位姿输出频率低的问题,同时得到的位置结果精度更高、整个系统的鲁棒性更好,轨迹重建准确度更好,几乎不受环境限制。
当搬动扫描仪时,5个VIS相机将始终动态观察周围环境,使用边缘算法实时进行视觉信息的处理,实时计算坐标点并将其标记出来,将图像转换成具有坐标的矩阵,同时与IMU惯性测量数据各种耦合,进行高度稳健和高精度的姿态估计。
1. 站点1完成扫描和拍照后,不仅有扫描点,而且VIS相机也获取了初始影像,扫描点和视觉点具有精确的对应关系。
2. 移动仪器往站点2,连续采集图像进行空间特征分析,锁定空间特征点,进行定位和SLAM处理,直至站点2,完成SLAM处理,形成第一次搬站的最终SLAM结果。
4. 将站点2处的结果和第一次搬站的SLAM结果彼此配准联结。

VIS技术优势总结
徕卡新一代基于VIS视觉追踪技术的RTC360三维激光扫描仪,具有外业现场实时、自动、可视化拼接的优势:
1. 无需额外标靶或附件,无需手动调整,无需按照严格的规则和流程操作,徕卡RTC360通过自身传感器即可完成自动拼接,全套设备轻便易携带,减轻了外业负担,大大提高了作业效率,更快收工。
2. 内业处理无需人工干预,一键式导入配套的点云处理软件,无需人工干预,可全自动工作,实现智能化挂机拼接,并节省了大量的内业拼接时间。
3. 适用场景广,相比基于GNSS和INS惯导的自动拼接,VIS视觉追踪技术不仅在室外,而且在室内的复杂环境中依旧正常工作,精度稳定。
