LiBackpack 背包激光雷達掃描系統精度驗證

最新 05-13

LiBackpack是由數字綠土自主研發的背包式室內外一體化激光雷達掃描系統，結合激光雷達和SLAM演算法實現室內外一體化測量，無需GNSS信號即可實現厘米級數據精度。可用於地下空間信息獲取、數字工廠、數字礦山、林業資源普查、BIM、建築立面測量等領域。

產品特徵

高精度

結合激光雷達和SLAM演算法實現室內外一體化測量，無需GNSS信號即可實現厘米級數據精度。

高效率

實時顯示高精度點雲數據，支持在線閉環檢測以及閉環優化,掃描完成即可導出採集點雲數據。

低成本

無需GPS，成本大幅度降低。

易操作

自動化程度高，開機即用。

多平台

設計輕巧便捷，可搭載不同的移動平台，無論是手持、步行、騎行、車載都可以輕鬆採集數據。

查看簡潔方便

支持手機、平板等移動端實時顯示和控制，操作便捷，無需繁冗的連接線，支持邊採集邊查看數據成果。

重要參數

數據精度：～5 cm

LiDAR精度：±2cm（HDL32E）/±3cm（VLP16E）

重量：6.0kg（HDL32E）/5.5kg（VLP16E）

技術參數

效率及精度評估

選取林區和室內環境進行測試，評估LiBackpack獲取的點雲精度。

（一）林區樹木胸徑量測精度驗證

試驗區

北京植物園針葉林樣地，選取長寬分別為40米和20米的樣地作為研究區。

目標數據

研究區內15棵樹的胸徑值。

採集手段

人工測量：使用皮尺在地上1.3m處測量並記錄樹木胸徑。

地基激光雷達設備： FARO FOCUS3D 120相位式激光雷達，為了完整獲取樹木的胸徑點雲，架設8個站點。

攜帶型移動激光雷達系統：LiBackpack背包激光雷達對，測區進行移動掃描。

樣地

人工實測樹木胸徑

FARO掃描

LiBackpack掃描

實驗區示意圖

效率對比

人工測量方式耗時15分鐘;FARO架站掃描每站掃描時間為6分鐘左右（同步獲取點雲和影像，可導出真彩色點雲），共架設8個站，此外加上布設標靶球、搬站、拼接等，數據獲取及處理總時間大約為2小時;LiBackpack支持實時獲取和解算點雲，整個樣地數據獲取時間大約為127秒;

數據展示與處理

LiBackpack可輸出LAS或PLY格式的點雲，倒入LiDAR360軟體進行顯示和處理；

LiBackpack採集的點雲數據

LiDAR360進行胸徑擬合，測出數值

FARO採集的原始數據為廠商自定義的工程文件格式FLS，通過掃描儀配套軟體處理後導出為TXT格式，包含點雲坐標和顏色信息；

FARO點雲數據

精度對比

對比人工量測、LiBackpack、FARO獲取的15棵樹的實測胸徑值，單位為cm。

從上圖中可以看出：LiBackpack與實測值相比，平均誤差為1.757cm，標準差為1.161cm；FARO與實測值相比，平均值為-0.605cm，標準差為0.849cm；LiBackpack與FARO相比，平均值為2.543，標準差為1.004cm。數據精度對比分析說明LiBackpack可達到厘米級測量精度，能夠滿足林下結構數據的採集和提取。

（二）室內建築物掃描精度驗證

試驗區：數字綠土辦公室

採集手段

人工實測：採用NT-8580激光測距儀（毫米級測量精度）。

攜帶型移動激光雷達系統：LiBackpack背包激光雷達系統對測區進行移動掃描。