اختبار عملي لـ SLAM200E + 3DGS | إعادة بناء ثلاثية الأبعاد عالية الدقة وواسعة النطاق

في مجال إعادة البناء ثلاثي الأبعاد، يظل الأداء الفوري والدقة والقدرة على التكيف مع البيئة من أهم مجالات التقدم التكنولوجي. يتميز الماسح الضوئي المحمول SLAM200E بتقنية LiDAR، المدعوم بتقنية SLAM المتقدمة والتصوير البانورامي المتكامل، بقدرته على توليد نماذج ثلاثية الأبعاد عالية الدقة بتقنية Gaussian Splatting (3DGS).

للتحقق من أداء الجهاز في ظروف واقعية، أجرى فريق تقني اختبارًا واسع النطاق في مجمع تجاري. وكان الهدف هو تقييم كفاءة الجهاز في جمع البيانات وفعاليته في إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد في ظل ظروف بيئية معقدة.

1. نظرة عامة على حقيبة SLAM200E 3DGS

ركز الاختبار على التحقق من جانبين رئيسيين: كفاءة جمع البيانات وجودة إنشاء النموذج. شملت عملية سير العمل جمع البيانات في الموقع، والمعالجة المسبقة، وتدريب نموذج 3DGS. سارت العملية برمتها بسلاسة وفي غضون فترة زمنية معقولة، مما يُظهر القدرات القوية للماسح الضوئي في إعادة البناء ثلاثي الأبعاد بكفاءة.

سير العمل التقني

سير العمل العام

يتبع الحل مسارًا منظمًا: جمع البيانات → المعالجة المسبقة → التدريب المسبق ثلاثي الأبعاد → تدريب النموذج → الإخراج.

خيارات تدريب مرنة

بالنسبة لنتائج التدريب المسبق لنموذج 3DGS المُولّدة من صور غير مشوهة، يمكن للمستخدمين اختيار أدوات تدريب مختلفة حسب متطلبات المشروع. تشمل الخيارات وحدة التدريب المدمجة أو أدوات خارجية أو أدوات مطورة ذاتيًا، مما يضمن التوافق مع مختلف سير العمل.

في هذا الاختبار، تم اعتماد المسار المحدد باللون الأحمر داخل مخطط سير العمل.

التنفيذ ومعالجة البيانات

(1) مسح الموقع وتصميم المسار

تم تقسيم منطقة الاختبار إلى أقسام فوق الأرض وتحت الأرض.

وشمل الجزء العلوي من الأرض ستة مبانٍ شاهقة، ومناطق حدائق، ونافورة صغيرة.

يتألف الجزء الموجود تحت الأرض من ممر دائري الشكل متصل بالمطاعم والمتاجر وممر يؤدي إلى حديقة عامة صغيرة.

تم جمع البيانات وفق مبدأ "فوق الأرض أولاً، وتحت الأرض ثانياً"، مع مسار مسح دائري وتغطية متكررة في المناطق الرئيسية لضمان اكتمال البيانات.

(2) جمع البيانات

قبل المسح، تم تنظيف عدسات جهاز LiDAR والكاميرا لمنع التشوه. تم تشغيل جهاز SLAM200E والكاميرا البانورامية ومزامنتهما عبر تطبيق SLAM GO للهواتف المحمولة. بعد التأكد من التزامن والاستقرار، بدأ المسح على طول المسار المخطط له.

قام المشغلون بمراقبة التقدم في الوقت الفعلي من خلال التطبيق، والتحقق من دقة المسار وسلامة البيانات.

ملاحظات رئيسية حول عملية الاستحواذ:

التقط المشاهد من زوايا متعددة لتغطية شاملة.

استخدم الطرق المتعرجة بدلاً من المسارات المستقيمة كلما أمكن ذلك.

استخدم المسح المتكرر أو المسح التشبعي في المناطق المعقدة/الحرجة.

اضبط ارتفاع الجهاز بشكل معتدل (في حدود ±40 درجة من الفرق البصري).

انتبه بشكل خاص للتفاصيل التي تركز على المستخدم مثل الأنابيب والنصوص والمنحوتات أو غيرها من الأشياء المهمة.

(3) معالجة البيانات

رسم خرائط السحابة النقطية

تمت معالجة بيانات الحقل الخام باستخدام برامج معالجة لاحقة مخصصة لإنشاء خريطة السحابة النقطية الأولية.

التدريب التمهيدي لتقنية 3DGS

تم تحويل الصور البانورامية إلى صور غير مشوهة، مع إضافة بيانات الوضع والأقنعة تلقائيًا. وقد ساهمت هذه الخطوة المبسطة في تجهيز مجموعة البيانات لتدريب النموذج.

التدريب على تقنية 3DGS

في هذه المرحلة، يمكن للمستخدمين الاختيار من بين:

أدوات تدريب مدمجة للحساب المحلي

برامج تدريب من جهات خارجية

خدمات تدريب قائمة على الحوسبة السحابية لمعالجة البيانات واسعة النطاق

تضمن هذه المرونة أن يتمكن المستخدمون ذوو القدرات المختلفة للأجهزة من تحقيق مخرجات 3DGS موثوقة.

(4) النتائج ومخرجات النموذج

نجح نموذج 3DGS النهائي في إعادة بناء كل من الهياكل فوق الأرض والمساحات تحت الأرض في الحديقة. وقد دعمت النتائج تفاعلات التجوال السلسة وقدمت دقة بصرية عالية.

المزايا الرئيسية التي تم إثباتها:

سير عمل فعال - يؤدي تبسيط عمليات الاستحواذ والمعالجة إلى تقصير دورات المشروع

دقة عالية — تضمن تقنية SLAM الصناعية نماذج دقيقة

خيارات تدريب مرنة - متوافقة مع سير العمل المحلي، والجهات الخارجية، والسحابي

كفاءة التكلفة - وظيفة نمذجة التوزيع الغاوسي مفتوحة بشكل دائم وتستخدم تنسيقات بيانات عالمية، مما يقلل التكاليف على المدى الطويل

خاتمة

تؤكد نتائج الاختبار أن ماسح LiDAR المحمول SLAM200E، بقدرته على تقنية التوزيع الغاوسي ثلاثي الأبعاد، يُمثل معيارًا جديدًا لإعادة بناء ثلاثية الأبعاد عالية الدقة وواسعة النطاق. إن الجمع بين جمع البيانات في الوقت الفعلي، ودقة النموذج، ومرونة سير العمل، يجعله أداةً فعّالة لتطبيقات في رسم الخرائط الحضرية، وفحص المنشآت، ونمذجة المساحات تحت الأرض، وغيرها.

بالنسبة للفرق التي تسعى إلى تحسين كفاءة ودقة إعادة بناء الصور ثلاثية الأبعاد، يوفر هذا الحل منصة قوية وجاهزة للمستقبل.