Dalam beberapa tahun terakhir, menggunakan kamera 360 ° kelas konsumen, seperti Insta360 dan DJI Osmo, untuk rekonstruksi 3D telah menjadi jauh lebih dari sekedar eksperimen laboratorium.

Di berbagai praktik teknis di seluruh dunia, alur kerja telah menjadi sangat mirip: seorang operator membawa kamera 360 ° di sekitar tempat kejadian untuk menangkap gambar panorama,mengekspor gambar dalam format EquirectangularGambar yang diproses dimasukkan ke dalam COLMAP, di mana posisi kamera diperkirakan menggunakan Structure-from-Motion (SfM).Data yang dihasilkan kemudian diproses menggunakan kerangka kerja open-source seperti nerfstudio dan gsplat untuk melatih model 3D Gaussian Splatting (3DGS)Dalam lingkungan kecil dengan fitur tekstur yang kaya dan pencahayaan yang konsisten, model yang dihasilkan dapat memberikan kualitas visual yang sangat baik.

Ada juga pendekatan teknis yang lebih maju. misalnya beberapa alur kerja menggunakan bingkai mata ikan ganda mentah langsung sebagai input,sementara yang lain mengandalkan kerangka rasterisasi panorama khusus seperti gsplat360 dan PFGS360Pendekatan teknis ini terus berkembang, didukung oleh komunitas open source yang sangat aktif.

Kesimpulannya jelas: kamera 360° kelas konsumen mampu menghasilkan model 3DGS.

Jadi di mana batasnya?

Ketika alur kerja rekonstruksi 3D di atas diperluas dari ruangan dalam ruangan kecil ke lingkungan yang lebih besar seperti seluruh lantai, jalan-jalan luar, dan area hutan yang luas,Tantangan inti secara konsisten turun ke satu tahap kritis:Perkiraan posisi kamera.

SfM berbasis visi murni memiliki beberapa keterbatasan yang tidak dapat dihindari:

• Tekstur tergantung:Di lingkungan dengan tekstur lemah seperti hutan, medan tertutup salju, dinding putih besar, dan dinding tirai kaca, titik-titik fitur bisa sulit untuk dicocokkan.Posing kamera mungkin melayang atau tidak dapat dihitung sama sekali.
• Ketergantungan cahaya:Di garasi parkir bawah tanah, area dalam ruangan yang kurang terang, atau lingkungan malam hari, rasio sinyal-ke-bising gambar yang berkurang dapat secara langsung menurunkan kualitas rekonstruksi.
• Drift di lintasan panjang:Semakin panjang rute akuisisi dan semakin banyak penutupan loop yang terlibat, semakin signifikan kesalahan akumulasi menjadi.
• Tidak ada skala fisik yang sebenarnya:SfM merekonstruksi adegan hanya sampai transformasi kesamaan. model yang dihasilkan tidak secara inheren tahu berapa panjang satu meter. referensi skala tambahan, objek kalibrasi,atau titik kontrol diperlukan untuk pengukuran dimensi.

Ada tantangan praktis lainnya:ketika data yang dikumpulkan di area yang luas gagal, mengulangi survei lapangan bisa mahal.Dalam banyak alur kerja, operator tidak dapat segera menentukan apakah gambar yang ditangkap cocok untuk pelatihan model.Mereka sering harus kembali ke workstation dan menjalankan seluruh alur kerja COLMAP sebelum menemukan bahwa bagian tertentu dari dataset tidak dapat digunakan.

Kamera 360° kelas konsumen sudah menawarkan kinerja pencitraan yang sangat baik, dan kamera panorama arus utama dapat mengalahkan banyak kamera surveying yang dikembangkan sendiri dalam hal biaya dan kualitas gambar.

Kelemahan dari solusi keseluruhan bukanlah perangkat keras pencitraan itu sendiri, tetapi kurangnya sistem estimasi pose yang stabil yang mampu mendukung pengukuran spasial dunia nyata.

Untuk mengatasi keterbatasan mendasar rekonstruksi SfM murni visual termasuk kegagalan di lingkungan tekstur lemah, degradasi dalam kondisi cahaya rendah, drift di lintasan panjang,dan kurangnya skala pengukuran yang benar TourPop memberikan solusi baru.

Sebagai perangkat pemindaian LiDAR SLAM genggam, TourPop dilengkapi dengan sensor LiDAR dengan tingkat titik 48.000 poin per detik, bersama dengan pegangan daya terintegrasi, unit kontrol,dan sistem penyimpanan data. Perangkat ini tidak termasuk built-in modul pencitraan panorama. Sebaliknya, ia memiliki antarmuka pemasangan universal standar yang mendukung berbagai kamera 360 ° pihak ketiga,memungkinkan pengguna untuk terus memanfaatkan peralatan pencitraan mereka yang ada.

Kedua sistem sensing memiliki peran yang jelas dan bekerja sama:

Dengan menggunakan awan titik LiDAR untuk menghitung lintasan perangkat, TourPop tidak bergantung pada pencocokan fitur gambar untuk perkiraan pose.Hal ini dapat mempertahankan posisi stabil di lingkungan tekstur lemah seperti hutan dan daerah yang tertutup salju, serta di lingkungan cahaya rendah seperti garasi parkir dan adegan malam hari.

Pengamatan LiDAR juga memberikan model dengan skala fisik yang benar, memastikan bahwa dimensi spasial sesuai langsung dengan lingkungan dunia nyata.Pengguna dapat melakukan pengukuran jarak di tempat, lebar, ketinggian, dan dimensi spasial lainnya langsung dalam adegan yang ditangkap.

Kualitas rendering 3DGS sangat tergantung pada kualitas gambar asli.TourPop menawarkan keuntungan yang signifikan dibandingkan kamera spasial all-in-one dalam hal biaya akuisisi, kinerja pencitraan, dan fleksibilitas perangkat keras.

Perangkat lunak TourPop mengintegrasikan arsitektur pelatihan 3DGS hibrida.Awan titik LiDAR sebagai referensi spasial utama, dengan SfM berbasis gambar berfungsi sebagai mekanisme bantu untuk pemilihan dan penyaringan gambar.

Keuntungan utamanya meliputi:

• Distribusi titik Gaussian yang lebih seragam dan terstruktur, secara signifikan mengurangi kebisingan titik terapung yang tersebar yang biasanya ditemukan dalam solusi berbasis penglihatan murni.
• Rekonstruksi 3D yang stabil di lingkungan yang kompleks dengan tekstur lemah atau pencahayaan rendah, mengurangi dampak kondisi lingkungan pada proses pemodelan.

Konsep"kamera spasial"telah muncul dalam industri, mewakili proposisi nilai teknologi yang jelas didefinisikan. konsep inti adalah bahwa perangkat tidak hanya menangkap gambar 360 ° panorama.itu mencatatdata spasial lengkap bersama dengan posisi spasial yang akurat dan skala dunia nyata yang dapat diukur.

TourPop mengikuti arah teknologi yang sama sambil mengadopsi implementasi yang berbeda:

Arsitektur kamera 360 ° terbuka dikombinasikan dengan LiDAR SLAM sebagai teknologi inti estimasi pose.

• Pengguna dapat memasang kamera 360° yang ada langsung ke TourPop dan menggunakannya sebagai unit pencitraan visual.
• LiDAR membangun kerangka spasial yang lengkap sambil secara akurat menentukan posisi perangkat, orientasi, jarak gerakan, dan dimensi dunia nyata lingkungan.
• Setelah akuisisi, output tidak hanya koleksi gambar panorama, tapi urutan panorama dengan informasi pose yang akurat,didampingi awan titik LiDAR yang dapat diukur dan model 3D Gaussian Splatting.

Secara sederhana, 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.

Arsitektur kamera modular yang terbuka dirancang di sekitar dua pertimbangan praktis.

Pertama, dalam sektor perangkat keras surveying dan pemetaan, sulit untuk mengembangkan secara independen sensor pencitraan panorama yang menggabungkan biaya rendah dan kualitas gambar yang sangat baik.

Kedua, produk kamera 360° memiliki siklus produk yang relatif pendek dan berkembang pesat.Ketika pengguna memperbarui kamera mereka atau generasi baru kamera 360 ° memasuki pasar, sistem TourPop dapat terus digunakan tanpa mengganti seluruh sistem akuisisi.

TourPop dapat menghasilkan berbagai produk data spasial:

• Awan Titik Berwarna:Dengan skala fisik yang benar, memungkinkan pengukuran jarak, ketinggian, luas, dan dimensi spasial lainnya.
• Model 3DGS:Memberikan kualitas visual foto-realistis, dengan dukungan untuk eksplorasi sudut pandang bebas dan navigasi berbasis lintasan.
• Gambar Panorama Pos-Tagged:Panorama dapat dilihat dan dinavigasi secara spasial, dengan setiap gambar berisi posisinya yang tepat dalam lingkungan.
• Model Mesh:Dihasilkan dari gambar dan/atau awan titik menggunakan perangkat lunak pihak ketiga untuk visualisasi, pengeditan, dan rendering.
• Model BIM:Selanjutnya dikembangkan menggunakan perangkat lunak pihak ketiga untuk pengiriman informasi berorientasi teknik.

Catatan:Model mesh dan BIM membutuhkan pemrosesan tambahan menggunakan perangkat lunak profesional pihak ketiga.

1. Pengguna yang sudah memiliki peralatan pencitraan 360 ° dan secara teratur melakukan rekonstruksi 3DGS atau digitalisasi spasial skala besar.
2. Aplikasi yang melibatkan dokumentasi spasial indoor dan outdoor, presentasi digital budaya dan pariwisata, dan rekonstruksi 3D cepat lingkungan dunia nyata.
3. Skenario yang membutuhkan representasi keseluruhan dimensi spasial tetapi tidak memiliki persyaratan akurasi surveying tingkat milimeter yang ketat,termasuk rekonstruksi 3D cepat adegan kecelakaan lalu lintas, survei sumber daya hutan dan lanskap, dan aplikasi serupa.

Proyek surveying dan pemetaan presisi yang membutuhkanKeakuratan pengukuran tingkat milimeter.

TourPop dirancang sebagaialat akuisisi spasial dunia nyata tingkat sentimeter yang cepatHal ini tidak dimaksudkan untuk menggantikan instrumen surveying presisi tinggi seperti total stasiun atau profesional kelas 3D scanner laser.