دقة بلا حدود: نظام CHCNAV ViLi i100 GNSS+Vision+LiDAR يعيد تعريف المسح باستخدام GNSS

على مدار العقدين الماضيين، حولت تقنية GNSS كيفية مسحنا للعالم، حيث توفر دقة بمستوى السنتيمتر في البيئات المفتوحة. ولكن في الظروف الواقعية مثل الوادي الحضري، والنباتات الكثيفة، أو الأزقة الضيقة، غالبًا ما تفشل أجهزة الاستقبال التقليدية. يتناول جهاز استقبال CHC Navigation الجديد ViLi i100 Vision-LiDAR GNSS RTK هذه القيود. من خلال دمج GNSS، وLiDAR، ورؤية متعددة الكاميرات، وIMU عالي التردد، فإنه يوفر تحديد موقع عالي الدقة حتى في الأماكن التي تكون فيها إشارات الأقمار الصناعية ضعيفة أو غير متاحة، مما يعيد تعريف ما هو ممكن في المسح الميداني الموثوق.

على مدى عقود، كان نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية العالمي (GNSS) هو الأساس في رسم الخرائط الدقيقة، حيث يقدم دقة بمستوى السنتيمتر تحت السماء المفتوحة. ومع ذلك، فإن البيئات الواقعية نادراً ما تكون مثالية. فالأودية الحضرية، وكثافة الأشجار، والممرات الضيقة تخلق عوائق للإشارة وتداخلات متعددة المسارات، مما يؤدي إلى قفزات في الموقع، وانخفاض الدقة، وفقدان الحلول الثابتة. ونتيجة لذلك، غالباً ما يلجأ المساحون إلى القياسات المتكررة أو يتحولون إلى بدائل أبطأ مثل المحطات الكلية.

يعد جهاز CHCNAV ViLi i100 أكثر من مجرد مستقبل GNSS. إنه نظام متكامل بالكامل من نوع Visual-LiDAR GNSS RTK يمثل معيارًا جديدًا في تحديد المواقع عالية الدقة. تم بناؤه حول محرك SFix 2.0 المتقدم، ويتجاوز بكثير قدرات التقنيات السابقة. من خلال الجمع الذكي بين GNSS، وIMU عالي التردد، وLiDAR، وبيانات متعددة الكاميرات، يوفر ViLi i100 دقة متسقة وموثوقة حتى في الأماكن التي لا يمكن أن تعمل فيها أنظمة GNSS التقليدية. تم تصميمه للحفاظ على عمل المساحين دون انقطاع، بغض النظر عن ظروف الإشارة.

لا يمكن لجهاز استقبال GNSS القياسي تحقيق الدقة المطلوبة في مثل هذه البيئة

لقد قدمت الجهود السابقة لمعالجة هذه التحديات تخفيفًا جزئيًا فقط. لقد حسنت تعويض الميل القائم على IMU وتصنيف الإشارات المتقدم من قابلية الاستخدام ولكن لم تتغلب على المشكلة الجذرية لفقدان الإشارة بالكامل في المناطق المحجوبة. كانت التقنيات مثل التصوير الفوتوغرافي والمسح بالليزر تخدم سيناريوهات متخصصة ولكنها غالبًا ما كانت تعمل في سير عمل غير متصل. لقد كانت الصناعة بحاجة منذ فترة طويلة إلى اختراق: نظام GNSS يمكنه الحفاظ على دقة مسح عالية حتى عندما تكون رؤية الأقمار الصناعية compromised.

الابتكار الرئيسي في ViLi i100 هو قدرته على الحفاظ على وضع ثابت وخالي من القفزات بدقة مطلقة تبلغ 5 سم، حتى في الظروف الصعبة.

يتم تحقيق ذلك من خلال محرك دمج متعدد المستشعرات يقوم بتحليل إشارات الأقمار الصناعية الواردة في الوقت الحقيقي ويقوم تلقائيًا بتصفية تلك المتأثرة بأخطاء المسار المتعدد. النتيجة هي موقع موثوق به من نقطة واحدة يمكن للمساحين الوثوق به دون شك. هذا المستوى من الاتساق يقضي على الإحباط الناتج عن الإصلاحات غير الموثوقة ويوفر مستوى جديدًا من الثقة في جمع البيانات، حتى في المناطق ذات الرؤية الجزئية للسماء.

يتميز جهاز ViLi i100 عندما تفقد إشارات GNSS تمامًا. سواء تحت الجسور، داخل الأنفاق القصيرة، أو في الحفريات العميقة، يحافظ محرك SFix 2.0 على دقة المسح من خلال الإشارة إلى آخر موقع موثوق به من GNSS. باستخدام ماسح LiDAR عالي الكثافة، الذي يلتقط 860,000 نقطة في الثانية، وخوارزميات تحديد المواقع المتقدمة، يقوم النظام بحساب المواقع الحالية بناءً على البيئة المحيطة. وهذا يمكّن من الحفاظ على دقة 5 سم ضمن دائرة نصف قطرها 20 مترًا من آخر تثبيت GNSS، حتى خلال انقطاع الإشارة التام.

تم تدريبه والتحقق منه على آلاف مجموعات البيانات من العالم الحقيقي، يقوم SFix 2.0 بإزالة الحاجة للتبديل إلى محطات إجمالية للقياسات قصيرة المدى في المناطق المحجوبة. إنه يخلق تجربة سلسة تجلب موثوقية GNSS إلى البيئات التي كانت تعتبر سابقًا غير قابلة للوصول.

ViLi i100 في بيئة محرومة من GNSS (المصدر:  المملكة المتحدة)

مع تقنية Vi-LiDAR المدمجة، يعزز جهاز CHCNAV ViLi i100 السلامة والكفاءة من خلال السماح بجمع البيانات بدون تلامس من نقاط غير قابلة للوصول أو خطرة. على عكس التصوير الفوتوغرافي، الذي يتطلب وقت معالجة طويل، أو أجهزة قياس المسافة بالليزر التي تتطلب محاذاة يدوية دقيقة، يمكّن جهاز ViLi i100 من استخراج الإحداثيات ثلاثية الأبعاد بسرعة ودقة.

يمكن للمساحين اختيار نقاط الهدف بشكل جماعي من خلال واجهة البرنامج لقياسات فورية. توفر كاميرا تليفوتوغرافي بدقة 8 ميجابكسل تأكيدًا بصريًا واضحًا يصل إلى 15 مترًا، مما يضمن دقة تصل إلى 5 سم. هذا يقلل من خطر الأخطاء اليدوية، ويقضي على عدم الدقة المتعلقة بالاهتزاز، ويسرع من التقاط الميزات الصعبة مثل الهياكل العلوية، وزوايا المباني، أو الأصول عبر ممرات المرور.

عند اقترانه ببرنامج LandStar8 الميداني من CHCNAV، يصبح جهاز ViLi i100 أداة قوية لإدارة أعمال الأرض في الموقع. يمكن أن يؤدي المسح السريع للمخزونات أو مناطق الحفر إلى إنشاء سحابة نقطية ثلاثية الأبعاد كثيفة، يمكن من خلالها للمستخدمين تحديد الحدود واستلام حسابات دقيقة للقطع والملء على الفور. تتيح هذه القدرة على المعالجة في الوقت الفعلي التحقق الفوري واتخاذ القرارات في الميدان، مما يلغي تأخيرات المعالجة اللاحقة في المكتب. إنها تبسط سير العمل وتجلب حسابات الحجم الفعالة مباشرة إلى موقع العمل.

حساب حجم ViLi i100 

تطوير نظام الملاحة CHC لجهاز ViLi i100 يعتمد على سنوات من الخبرة في تصميم شرائح GNSS، وتقنية LiDAR، والخوارزميات الفوتوغرامترية. بعد نجاح ماسح RS10 SLAM، الذي قدم SFix 1.0 للحفاظ على الدقة لمدة تصل إلى دقيقة واحدة بعد فقدان GNSS، يطور جهاز ViLi i100 المفهوم مع SFix 2.0. يدمج SFix 2.0 بيانات IMU عالية الدقة، والتعرف البصري، وتوليد سحابة نقاط LiDAR الديناميكية لبناء إطار مرجعي مكاني مستقر. يضمن هذا التآزر مع GNSS استقرار الموقع ويحافظ على دقة مطلقة تبلغ $5 سم ضمن دائرة نصف قطرها 20 مترًا من آخر موقع معروف، حتى بدون إشارات الأقمار الصناعية.

يقدم النظام أيضًا قدرات فريدة. مع تعويض ميل كامل بزاوية 360 درجة، يسمح ViLi i100 بأخذ القياسات من أي زاوية، بما في ذلك الاستخدام المقلوب لنقاط السقف، متجاوزًا الحدود الميلية النموذجية الموجودة في المستقبلات القياسية.

CHCNAV ViLi i100 مقابل CHCNAV RS10

CHCNAV ViLi i100 مقابل GNSS RTK القياسي

تطوير نظام الملاحة CHC لجهاز ViLi i100 يعتمد على سنوات من الخبرة في تصميم شرائح GNSS، وتكنولوجيا LiDAR، والخوارزميات الفوتوغرامترية. بعد نجاح ماسح RS10 SLAM، الذي قدم SFix 1.0 للحفاظ على الدقة لمدة تصل إلى دقيقة واحدة بعد فقدان GNSS، يطور ViLi i100 المفهوم مع SFix 2.0. يدمج SFix 2.0 بيانات IMU عالية الدقة، والتعرف البصري، وتوليد سحابة النقاط الديناميكية باستخدام LiDAR لبناء إطار مرجعي مكاني مستقر. يضمن هذا التعاون مع GNSS استقرار الموقع ويحافظ على دقة مطلقة تبلغ 5 سم ضمن دائرة نصف قطرها 20 مترًا من آخر موقع معروف، حتى بدون إشارات الأقمار الصناعية.

بالنسبة للمهنيين في مجالات المسح، والبناء، أو القطاعات الحكومية، يوفر جهاز ViLi i100 مكاسب قابلة للقياس في الكفاءة، والسلامة، والموثوقية. إنه يعكس التزام CHC Navigation المستمر بحل التحديات الواقعية من خلال التكنولوجيا الدقيقة. مع جهاز CHCNAV ViLi i100، أصبح مستقبل تحديد المواقع الموثوقة في جميع البيئات هنا بالفعل.