SLAM三维激光扫描仪在建筑方面的应用

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工作原理

SLAM 通常是指在机器人或者其他载体上，通过对各种传感器数据进行采集和计算，生成对其自身位置姿态的定位和场景地图信息的系统。由于SLAM技术无须GNSS信号，因此对各种不同的环境有极强的适应性，基于SLAM 的背包式三维激光扫描仪可以在室内或地下室环境下快速获得建筑的点云数据，操作简单方便，无须进行换站，既能保证数据采集无遗漏，又能保证外业工作效率

SLAM 三维激光扫描仪的主要部件包括激光扫描仪、惯导系统、全景相机、电源、数据线等，整套设备轻便小巧，单人即可轻松背负，节省了人力成本

 作业流程

使用SLAM 三维激光扫描仪进行房产测绘外业采集工作的技术流程主要包括资料收集、实地踏勘、外业数据采集、内业数据处理、成果输出等环节，具体作业流程如下图所示。

应用实例

工程概况

       本文的工程实例为成都市某大型商业综合体房产测绘项目，占地面积约24 000 m2，建筑面积约105 000 m2，地上部分由两栋22 层塔楼和3层裙楼组成，地下部分有3层地下室，建筑形态较为复杂，裙楼商业建筑套内多为不规则的异形墙体，若采用传统的测量仪器如全站仪、手持测距仪等设备需采集大量的尺寸数据，效率较低，因此本项目拟采用某国产品牌SLAM 三维激光扫描仪进行外业数据采集，同时利用手持测距仪采集部分校核尺寸供精度分析使用。

数据采集

外业作业前需收集该项目建筑竣工图、规划许可总平面图、规划用地红线图等相关资料，为后续的工作做好准备。

       在扫描前应依据建筑竣工图结合现场实际进行路线规划，使每个项目文件的测量轨迹形成闭环，以提高后期数据处理时的点云拼接精度，同时可以避免出现漏扫和重复扫描。由于项目体量较大，裙楼和地下室的每层建筑面积在8 000 m2左右，每层扫描时间需要30 min 左右，为了减小惯导误差的积累，外业采集时对于地下室和裙楼采取每层新建项目文件的方式进行扫描，整个项目一共扫描了6个项目文件。

       扫描过程中要尽量避开移动中的行人和车辆，因为SLAM 算法依赖环境的特征来重建三维点云，移动的物体不是特征，会影响SLAM 算法的精度，产生多余的干扰点云数据。进入每个房间时需要缓慢地移动，同时设备不要距离墙壁太近，使房间内外的点云有足够多的特征点进行匹配拼接