In de afgelopen jaren is het gebruik van 360°-camera's, zoals Insta360 en DJI Osmo, voor 3D-reconstructie veel meer geworden dan een niche-laboratorium-experiment.

In tal van technische praktijken over de hele wereld is de werkvloei opmerkelijk vergelijkbaar geworden: een operator draagt een 360°-camera rond de scène om panoramische beelden vast te leggen,exporteert de afbeeldingen in gelijkhoekig formaatDe verwerkte beelden worden in COLMAP gevoerd, waar de cameraposities worden geschat met behulp van Structure-from-Motion (SfM).De resulterende gegevens worden vervolgens verwerkt met behulp van open-source frameworks zoals nerfstudio en gsplat om een 3D Gaussian Splatting (3DGS) model te trainenIn kleine omgevingen met rijke textuurkenmerken en consistente verlichting kunnen de resulterende modellen een uitstekende visuele kwaliteit leveren.

Er zijn ook meer geavanceerde technische benaderingen. Bijvoorbeeld sommige workflows gebruiken rauwe dual-fisheye frames direct als input,Terwijl anderen afhankelijk zijn van gespecialiseerde panorama rasterization frameworks zoals gsplat360 en PFGS360Deze technische benaderingen blijven evolueren, ondersteund door zeer actieve open-source gemeenschappen.

De conclusie is duidelijk: 360°-camera's voor de consument kunnen 3DGS-modellen produceren.

Dus waar is de limiet?

Wanneer de bovenstaande 3D-reconstructie-workflow wordt uitgebreid van kleine binnenruimtes naar grotere omgevingen zoals hele verdiepingen, buitenstraten en grote bosgebieden,De kernuitdaging komt altijd neer op één kritiek stadium.:Schatting van de camera-positie.

Een zuiver op visie gebaseerd SfM heeft een aantal onvermijdelijke beperkingen:

• Afhankelijkheid van textuur:In omgevingen met een zwakke textuur, zoals bossen, sneeuwbedekt terrein, grote witte muren en glazen gordijnmuren, kunnen kenmerkende punten moeilijk te matchen zijn.Cameraposes kunnen drijven of helemaal niet worden berekend.
• Verlichtingsafhankelijkheid:In ondergrondse parkeergarages, slecht verlichte binnenruimtes of nachtelijke omgevingen kan een verminderde beeldsignaal-ruisverhouding de kwaliteit van de reconstructie rechtstreeks verminderen.
• Drift over lange trajecten:Hoe langer de aankooproute en hoe meer sluitingsplaten erbij betrokken zijn, hoe significanter de opgehoopte fouten worden.
• Geen echte fysieke schaal:SfM reconstrueert een scène alleen tot een vergelijkingstransformatie. Het resulterende model weet niet inherent hoe lang een meter is.of controlepunten zijn daarom vereist voor dimensionale metingen.

Er is nog een andere praktische uitdaging:Wanneer de gegevens die over een groot gebied zijn verzameld niet werken, kan het duur zijn om het veldonderzoek te herhalen.In veel workflows kunnen operators niet onmiddellijk bepalen of de vastgelegde beelden geschikt zijn voor modeltraining.Ze moeten vaak terugkeren naar een werkstation en de volledige COLMAP-workflow uitvoeren voordat ze ontdekken dat bepaalde delen van de dataset niet kunnen worden gebruikt.

360°-camera's van de consumentencategorie bieden al uitstekende beeldprestaties, en de reguliere panoramacamera's kunnen veel zelfontwikkelde landmetingcamera's overtreffen op het gebied van kosten en beeldkwaliteit.

De zwakte van de totale oplossing is niet de beeldvorming hardware zelf, maar het gebrek aan een stabiel posestimatiesysteem in staat om de echte wereld ruimtelijke meting te ondersteunen.

Om de fundamentele beperkingen van zuiver visuele SfM-reconstructie aan te pakken, waaronder storing in omgevingen met een zwakke textuur, afbraak bij weinig licht, drift over lange trajecten,en het ontbreken van een echte maatstaf TourPop biedt een nieuwe oplossing.

Als draagbaar LiDAR SLAM-scanapparaat is de TourPop uitgerust met een LiDAR-sensor met een puntensnelheid van 48.000 punten per seconde, samen met een geïntegreerde voedingshandgreep, bedieningseenheid,en gegevensopslagHet apparaat bevat geen ingebouwde panorama-afbeeldingsmodule, maar beschikt over een gestandaardiseerde universele montage-interface die een breed scala aan 360°-camera's ondersteunt.gebruikers in staat stellen hun bestaande beeldverwerkingsapparatuur te blijven gebruiken.

De twee sensorsystemen hebben duidelijk gedefinieerde functies en werken samen:

Door LiDAR-puntwolken te gebruiken om het traject van het apparaat te berekenen, vertrouwt TourPop niet op beeld-functie-matching voor posestimatie.Het kan een stabiele positie behouden in omgevingen met een zwakke textuur, zoals bossen en besneeuwde gebieden, evenals in lichtarme omgevingen zoals parkeergarages en nachtelijke scènes.

LiDAR-waarnemingen geven het model ook een echte fysieke schaal, waardoor de ruimtelijke afmetingen rechtstreeks overeenkomen met de echte omgeving.Gebruikers kunnen op locatie afstanden meten, breedten, hoogten en andere ruimtelijke afmetingen direct binnen de vastgelegde scène.

De kwaliteit van 3DGS is sterk afhankelijk van de kwaliteit van de originele beelden.TourPop biedt aanzienlijke voordelen ten opzichte van alles-in-één ruimtelijke camera's in termen van aankoopkosten, beeldverwerking en hardware flexibiliteit.

De software van TourPop integreert een hybride 3DGS-trainingsarchitectuur.LiDAR-puntwolken als primaire ruimtelijke referentie, met beeldgebaseerde SfM als hulpmechanisme voor beeldselectie en -filtering.

De belangrijkste voordelen zijn:

• Een meer uniforme en gestructureerde Gauss-puntverdeling, waardoor het verspreide drijvende puntgeluid dat vaak voorkomt bij puur op visie gebaseerde oplossingen aanzienlijk wordt verminderd.
• Stabiele 3D-reconstructie in complexe omgevingen met zwakke texturen of lage verlichting, waardoor de impact van omgevingsomstandigheden op het modelleringsproces wordt verminderd.

Het concept van"ruimtelijke camera"Het kernconcept is dat het apparaat niet alleen 360° panoramische beelden vastlegt.Het registreertvolledige ruimtelijke gegevens met nauwkeurige ruimtelijke houdingen en een meetbare schaal in de echte wereld.

TourPop volgt dezelfde technologische richting, maar heeft een gedifferentieerde implementatie:

Een open 360°-cameraarchitectuur in combinatie met LiDAR SLAM als kerntechnologie voor posestimatie.

• Gebruikers kunnen hun bestaande 360°-camera's rechtstreeks op de TourPop monteren en gebruiken als de visuele beeldvormingseenheid.
• LiDAR bouwt een compleet ruimtelijk kader op en bepaalt tegelijkertijd nauwkeurig de positie, oriëntatie, bewegingsafstand en de realistische afmetingen van de omgeving van het apparaat.
• Na het opnemen is de output niet simpelweg een verzameling van panoramische beelden, maar een reeks van panoramas met nauwkeurige houdingsinformatie,vergezeld van meetbare LiDAR-puntwolken en 3D-Gaussian Splatting-modellen.

In eenvoudige bewoordingen, TourPop upgrades a consumer-grade camera that can only capture panoramic imagery into a professional spatial data acquisition terminal capable of comprehensively recording three-dimensional spatial information.

De open, modulaire cameraarchitectuur is ontworpen rond twee praktische overwegingen.

Ten eerste is het in de sector van de topografie- en kartografische hardware moeilijk om zelfstandig een panoramabeeldsensor te ontwikkelen die zowel lage kosten als een uitstekende beeldkwaliteit combineert.

Ten tweede hebben 360°-camera's een relatief korte productiecyclus en evolueren ze snel.Wanneer gebruikers hun camera's upgraden of nieuwe generaties 360°-camera's op de markt komen, kan het TourPop-systeem blijven worden gebruikt zonder het volledige aankoopsysteem te vervangen.

TourPop kan een reeks ruimtelijke gegevensproducten genereren:

• Gekleurde puntwolken:Met een echte fysieke schaal, waarmee afstanden, hoogte, oppervlakte en andere ruimtelijke dimensies kunnen worden gemeten.
• 3DGS-modellen:Het leveren van fotorealistische visuele kwaliteit, met ondersteuning voor exploratie vanuit een vrij gezichtspunt en trajectgebaseerde navigatie.
• Geplaatst-Tagged Panorama Beelden:Panorama's kunnen ruimtelijk worden bekeken en genegeerd, waarbij elk beeld zijn precieze positie in de omgeving bevat.
• Maasmodellen:Gegenereerd uit afbeeldingen en/of puntwolken met behulp van software van derden voor visualisatie, bewerking en weergave.
• BIM-modellen:Verder ontwikkeld met behulp van software van derden voor technische informatie.

Opmerking:Mesh- en BIM-modellen vereisen extra verwerking met behulp van professionele software van derden.

1. Gebruikers die al 360°-beeldmateriaal bezitten en regelmatig 3DGS-reconstructie of grootschalige ruimtelijke digitalisering uitvoeren.
2. Toepassingen met betrekking tot ruimtelijke documentatie binnen en buiten, digitale presentatie van cultuur en toerisme en snelle 3D-reconstructie van de echte omgeving.
3. Scenario's waarvoor een algemene weergave van ruimtelijke afmetingen vereist is, maar waarvoor geen strikte eisen inzake nauwkeurigheid van de landmetingen op millimeterniveau gelden;inclusief snelle 3D-reconstructie van verkeersongelukken, bos- en landschapsonderzoeken en vergelijkbare toepassingen.

Projecten voor nauwkeurige landmetingen en kartografie diemetingsnauwkeurigheid op millimeterniveau.

TourPop is ontworpen als eencentimeterniveau, snelle ruimtelijke verwerving in de echte wereldHet is niet bedoeld om nauwkeurige meetinstrumenten zoals totale stations of professionele 3D-laserscanners te vervangen.