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特表2022-515162レーザスキャナ及びカメラによるリアリティキャプチャ
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-02-17
(54)【発明の名称】レーザスキャナ及びカメラによるリアリティキャプチャ
(51)【国際特許分類】
   G01S 17/89 20200101AFI20220209BHJP
【FI】
G01S17/89
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021535788
(86)(22)【出願日】2019-06-07
(85)【翻訳文提出日】2021-08-16
(86)【国際出願番号】 EP2019065045
(87)【国際公開番号】W WO2020126123
(87)【国際公開日】2020-06-25
(31)【優先権主張番号】EP18215672.9
(32)【優先日】2018-12-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.BLUETOOTH
(71)【出願人】
【識別番号】501116608
【氏名又は名称】ライカ ジオシステムズ アクチェンゲゼルシャフト
【氏名又は名称原語表記】Leica Geosystems AG
【住所又は居所原語表記】Heinrich-Wild-Strasse, CH-9435 Heerbrugg, Switzerland
(74)【代理人】
【識別番号】110001508
【氏名又は名称】特許業務法人 津国
(72)【発明者】
【氏名】ドルト,ユルゲン
(72)【発明者】
【氏名】ベッケム,ブルクハルト
(72)【発明者】
【氏名】シュテッフェン,ロマン
(72)【発明者】
【氏名】ヘインツレ,ルーカス
(72)【発明者】
【氏名】ハーツィ,ラルフ
(72)【発明者】
【氏名】デスカウト,ヘンドリク
(72)【発明者】
【氏名】グラフ,ローラント
(72)【発明者】
【氏名】ミヒェルス,マテウス
(72)【発明者】
【氏名】ディーツィー,ミヒャエル
(72)【発明者】
【氏名】バイェリク,アダム
(72)【発明者】
【氏名】ボンファンツィ,アンドレア
(72)【発明者】
【氏名】モリン,クリスチャン
(72)【発明者】
【氏名】マルク,ジーモン
(72)【発明者】
【氏名】ベロイター,クラウス
(72)【発明者】
【氏名】リビ,マルクス
(72)【発明者】
【氏名】ポルテントソ,ミッシェル
(72)【発明者】
【氏名】ヴィーゼル,マティアス
【テーマコード(参考)】
5J084
【Fターム(参考)】
5J084AA04
5J084AB20
5J084AC08
5J084AC10
5J084AD01
5J084AD06
5J084BA03
5J084BA50
5J084BB13
5J084BB28
5J084CA03
5J084FA01
(57)【要約】
発明は、環境のデジタル三次元表現を生成するための、特にインフラストラクチャ内のオブジェクトを調査及び/又は検出するためのリアリティキャプチャ装置に関する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ 特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される、ローカリゼーションユニットと、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、
・ レーザスキャナを支持するベースと、
・ カバー、特に可視光に対して不透明なカバーであって、カバーとベースがレーザスキャナのすべての可動部分を包み込むようにベース上に取り付けられ、外部からの可動部分が触れないようにする、カバーと
を有することを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項2】
ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置のための慣性データを生成するための慣性測定ユニット(IMU)を有し、IMUが、2つの慣性センサを含み、
・ 慣性センサの1つが、測定プロセス中に回転するレーザスキャナの一部に取り付けられ、
・ 慣性センサの他の1つが、測定プロセス中にベースに対して静的なレーザスキャナの一部に取り付けられ、
特に、2つの慣性センサ間の相対的な回転を記述する回転パラメータを考慮して、2つの慣性センサのデータを比較することによって、モバイルリアリティキャプチャ装置のための慣性データのドリフトを決定するようにローカリゼーションユニットが構成される
ことを特徴とする、請求項1に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項3】
ローカリゼーションユニットが、ローカリゼーションデータがLIDARデータの少なくとも一部に基づくように構成され、特にモバイルリアリティキャプチャ装置が、LIDARベースのローカリゼーション及びマッピングアルゴリズムを実行するように構成されることを特徴とする、請求項1又は2に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項4】
・ モバイルリアリティキャプチャ装置が、モバイルリアリティキャプチャ装置の側面上に配置されたパノラマカメラユニットを含み、側面が、モバイルリアリティキャプチャ装置の立設軸を規定し、すなわち、側面が、立設軸の周りに円周方向に配置され、
・ パノラマカメラ部が、立設軸回りに少なくとも120度、特に少なくとも180度、更に特に360度の視野をカバーする画像データを提供するように構成され、
特に、パノラマカメラ部が、側面に円周方向に配置された複数のカメラを含み、モバイルリアリティキャプチャ装置が、画像データからパノラマ画像を生成するように構成され、すなわち、複数のカメラの個々の画像が、個々の画像よりも広い視野を有する画像を形成するようにつなぎ合わされる
ことを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項5】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、ローカリゼーションユニットによって使用されるローカリゼーションカメラを含み、特にローカリゼーションカメラはパノラマカメラユニットの一部であり、ローカリゼーションユニットが、ローカリゼーションデータがローカリゼーションカメラによって生成された画像データに基づくように構成され、特に、モバイルリアリティキャプチャ装置が、視覚ローカリゼーション及びマッピングアルゴリズムを実行するように構成されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項6】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、ローカリゼーションユニットによって使用されるための複数のローカリゼーションカメラを含み、特に、複数のローカリゼーションカメラが、ローカリゼーションユニットの公称最小動作範囲について、複数のローカリゼーションカメラの各々が、複数のローカリゼーションカメラのうちの少なくとも1つと視野が重なるように構成され、配置されることを特徴とする、請求項5に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項7】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、特に、パノラマカメラ部の一部として、カラー画像を撮像するように構成されたカラーカメラを含み、特に、モバイルリアリティキャプチャ装置が、LIDARデータとカラー画像とに基づいてカラー化された三次元点群を生成するための点群データを提供するように構成されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項8】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、特にパノラマカメラ部の一部として、ハイダイナミックレンジ(HDR)カメラ、特に単一露出HDRカメラを含むことを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項9】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、特にパノラマカメラユニットの一部として、マルチスペクトルカメラ、特にハイパースペクトルカメラを含むことを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項10】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、グローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)トランシーバを備えていることを特徴とする、請求項1から9のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項11】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、地理的基本方向に対して方向を提供する方向決定ユニットを含むことを特徴とする、請求項1から10のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項12】
2つの回転軸が0.1Hzよりも速く、特に1Hzよりも速く回転するLIDARデータを生成するように構成されたレーザスキャナであって、LIDARデータが、少なくとも300000ポイント/秒、特に500000ポイント/秒のポイント取得レートで生成されることを特徴とする、請求項1から11のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項13】
レーザスキャナが、2つの回転軸の少なくとも1つに対して少なくとも2つの異なる回転速度を適応的に設定することによって、及び/又は少なくとも2つの異なるポイント取得レートを適応的に設定することによって、LIDARデータを生成するように構成されることを特徴とする、請求項1から12のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項14】
カバーが、レーザスキャナの周囲の単位球の半分よりも大きいレーザスキャナの視野を提供することを特徴とする、請求項1から13のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項15】
カバーが半球状のヘッド部を有し、このヘッド部は円筒形のシェル内でベースの方向に合流し、
特に、レーザスキャナが、LIDARデータが半球ヘッド部を通過するレーザ測定ビームの向きと、円筒シェルを通過するレーザ測定ビームの向きとに基づいて生成されるように構成されることを特徴とする、請求項1から14のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項16】
カバーがプラスチックからなる材料で作られており、カバーは外側及び内側に原子層堆積(ALD)コーティングを有し、特に外側及び/又は内側のALDコーティングがハードコーティングで覆われることを特徴とする、請求項8に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項17】
カバーが、内側及び/又は外側に反射防止(AR)コーティングを有し、特に、カバーが、内側及び/又は外側にARコーティングを有さない領域を有し、更に特には、ARコーティングが、限られた高度範囲をカバーし、特に内側の円周バンド上に塗布されることを特徴とする、請求項1から16のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項18】
カバーが、半球状のヘッド部を有し、半球状のヘッド部が、外側と内側の両方に平面の表面を有する平面領域を含み、特に平面領域は天頂に配置されることを特徴とする、請求項1から17のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項19】
平面領域が、追加のセンサ、特にグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)トランシーバを取り付けるために特に予見され、又は、平面領域が、レーザスキャナによる天頂LIDAR測定を提供するために特に予見されることを特徴とする、請求項18に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項20】
ローカリゼーションユニットが、6つの自由度、すなわちモバイルリアリティキャプチャ装置の位置及び方向を含む軌跡を決定するように構成され、特に、モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ IMUのデータ、
・ 視覚的同時ローカリゼーション及びマッピングのためのカメラユニットの画像データ(VSLAM)、及び
・ LIDARに基づく同時ローカリゼーション及びマッピング(LIDAR-SLAM)用のLIDARデータ
の少なくとも1つを含むことにより、同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)を行うように構成される
ことを特徴とする、請求項1から19のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項21】
レーザスキャナが、
・ ベースに取り付けられ、ベースに対して回転可能な支持体、及び
・ 出射レーザ測定ビームを偏向し、レーザ測定ビームの一部を戻すための回転体であって、支持体上に取り付けられ、支持体に対して回転可能である回転体
とを含み、
LIDARデータの生成が、
・ ベースに対する支持体の連続回転と、支持体に対する回転体の連続回転と、
・ 連続的に回転する回転体を介したレーザ測定ビームの出射、及び回転体を介して戻ってくるレーザ測定ビームの一部の検出とを行うことを含むことを特徴とする、請求項1から20のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項22】
レーザスキャナが、支持体に対する回転体の連続回転が支持体のベースに対する連続回転よりも速いように構成され、
特に、支持体の連続回転が少なくとも1Hzであり、回転体の連続回転が少なくとも50Hzであり、更に特に、回転体の回転及び支持体の回転のうちの少なくとも一つに対して、2つの異なる回転速度が設定可能であることを特徴とする、請求項1から21のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項23】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ ローカリゼーションユニットが、特に慣性測定ユニット(IMU)を含み、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成され、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、
を有し、
・ レーザスキャナが、レーザ測定ビームの戻り部分を反射する偏向要素を含み、
・ 偏向要素が、2つの回転軸のうちの1つを中心に回転するように構成され、レーザ測定ビームの戻り部分のための集光光学系として機能する反射曲面、特に放物面形状を有する、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項24】
レーザスキャナが、
・ ベース、及び
・ ベースに取り付けられ、ベースに対して回転可能な支持体
を含み、
・ 偏向要素が、出射レーザ測定ビームを偏向し、レーザ測定ビームの一部を戻すように構成され、
・ 偏向要素は支持体上に取り付けられ、支持体に対して回転可能であり、
LIDARデータの生成が、
・ ベースに対する支持体の連続回転と、支持体に対する偏向要素の連続回転と、
・ 連続的に回転する偏向要素を介したレーザ測定ビームの放射、及び偏向要素を介して戻ってくるレーザ測定ビームの部分の検出と
を含むことを特徴とする、請求項23に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項25】
レーザスキャナが、偏向要素とレーザスキャナの受信器との間の受信経路にビーム形成光学系を有しないことを特徴とする、請求項23又は24に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項26】
偏向要素とレーザスキャナの受信器との間の受信経路が、特に支持体に配置された折り返しミラーを含み、折り返しミラーが、受信経路の光軸の受信器へのアライメントを調整するために移動可能であることを特徴とする、請求項23から25のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項27】
本発明のレーザスキャナが、特に支持体に配置され、受光器の受光検出面を備えた受光板を有し、受光板が、受光路の光軸に対して横方向の直交する2つの方向に検出面のアライメントを調整するために移動可能であることを特徴とする、請求項23から26のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項28】
請求項1から22のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項23から27のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項29】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ 特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される、ローカリゼーションユニットと、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、
を有し、
・ レーザスキャナが、出射レーザ測定ビーム及びレーザ測定ビームの戻り部分の可変偏向のために、2つの回転軸のうちの1つを中心として回転するように構成された回転体を備え、
・ 回転体が、レーザ測定ビームの戻り部分をレーザスキャナの検出器に向けて反射する反射面を有し、及び
・ 回転体が、反射面に配置され、回転体の内部からの放射を通過させる通過領域を有しており、回転体の内部、すなわち反射面とは反対側からの出射レーザ測定ビームを、通過領域を介して環境に送出することができる
ことを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項30】
回転体が、回転体と共回転し、回転体の内部からの出射レーザ測定ビームを偏向するように構成された偏向コンポーネント、特にプリズム又はミラーを含むことを特徴とする、請求項29に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項31】
偏向コンポーネントが、回転体を貫通する反射プリズム、特に、多角形又は円形の円筒プリズム、更に特には、長方形の円筒プリズムによって実現されることを特徴とする、請求項30に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項32】
・ 回転体が、偏向コンポーネントのためのレセプタクルを有し、レセプタクルが、出射レーザ測定ビーム及びレーザ測定ビームの戻り部分の可変偏向のために、回転体の回転軸に沿って、すなわち、回転体が回転することが予想される2つの回転軸のうちの1つに沿って形成され、
・ レセプタクルが、回転体の回転軸と回転体内部の光伝送軸とを同軸に整列させるように構成され、
特に、レセプタクルが、回転体の回転軸と同軸のミラー軸を有する
ことを特徴とする、請求項30又は31に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項33】
・ レセプタクルが、第1及び第2の接触面を有し、第1及び第2の接触面と第2の接触面との間に凹部が形成され、第1及び第2の接触面が、回転体の回転軸に沿った延在部を有する第1の安定化平面内にあり、
・ レセプタクルが、第3の接触面を有し、第3の接触面が、回転体の回転軸に沿った延長部を有する第2の安定化平面内に位置し、
・ 第1及び第2の安定化平面が特に直角に交差し、第1及び第3の接触面は互いに隣接して角部を形成する
ことを特徴とする、請求項32に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項34】
・ 偏向コンポーネントが、第1及び第2の側面、特に互いに隣接する平面の側面を有し、
・ 偏向コンポーネントはファセットを有し、
・ 偏向コンポーネントが、第1の側面がレセプタクルの第1及び第2の接触面と接触し、第2の側面がレセプタクルの第3の接触面と接触するようにレセプタクルに入れることができ、ファセットは角部を開放し、
・ 回転体が、第1、第2、及び第3の接触面の力が等しくなるように、偏向コンポーネントに力が加えられるように構成される
ことを特徴とする、請求項33に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項35】
レセプタクルが、受けたプリズムを回転させて固定するために、円形の押圧領域と、特に2つのねじ孔を備えた対向機構とを備えた円形シリンダプリズムを受けるように構成されることを特徴とする、請求項32に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項36】
レーザスキャナが、ベースと支持体とを備え、支持体が、ベース上に取り付けられ、ベースに対して回転可能であり、回転体が、支持体上に取り付けられ、支持体に対して回転可能であり、
LIDARデータの生成が、
・ ベースに対する支持体の連続回転と、支持体に対する回転体の連続回転と、
・ 回転体の通過領域を介してレーザ測定ビームを出射し、回転体の反射面を介して戻ってくるレーザ測定ビームの一部を検出することと
を含む
ことを特徴とする、請求項29から35のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項37】
・ 出射レーザ測定ビーム及びレーザ測定ビームの戻り部分の可変偏向のために、回転体の回転軸に沿って、すなわち、回転体が、その周りを回転すると予測される2つの回転軸のうちの1つに沿って、支持体は2つの対向する支持要素を有し、
・ 回転体が、2つの支持要素のうちの第1の支持要素が反射面と対向する側に配置され、2つの支持要素のうちの第2の支持要素が反射面とは反対側に配置されるように、支持体内に配置され、
・ 第1の支持要素が、回転体の回転軸の周りに具体化されたエントリを有し、エントリが、特に、光学窓又はビーム形成光学系を備え、
・ 回転体が、第2の支持要素に搭載されており、回転体の内部から通過領域を通過する出射レーザ測定ビームが、回転体の回転軸から離れる方向、特に回転体の回転軸と直交する方向に偏向され、出射レーザ測定ビームの指向方向に沿って戻るレーザ測定ビームの放射が反射面によって第1の支持要素のエントリの方向に偏向されるように構成される
ことを特徴とする、請求項36に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項38】
請求項1から28のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項29から37のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項39】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ 特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される、ローカリゼーションユニットと、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、レーザ測定ビームの走査移動を行い、それに基づいて光検出測距(LIDAR)データを生成して三次元点群を生成するように構成されたレーザスキャナと、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置に対して少なくとも2つの異なる撮像方向に沿って画像データをキャプチャするように構成されたカメラユニットと、
・ 複数の光インジケータと、
を有し、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ ローカリゼーションデータ、LIDARデータ、及び画像データのうちの少なくとも1つに基づいてプロービングデータを決定し、
・ 各光インジケータが、モバイルリアリティキャプチャ装置に対して固定されたスキャンセクションに割り当てられ、
・ 各光インジケータが、特に実質的にリアルタイムで、その割り当てられたスキャンセクションに関するプロービングデータの品質パラメータの表示を提供するように構成される
ことを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項40】
各スキャンセクションの品質パラメータとして、割り当てられたプロービングデータによって提供される空間解像度パラメータ、特にLIDAR点密度又はLIDAR点分布を決定するように構成されることを特徴とする、請求項39に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項41】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、プロービングデータ上で特徴認識アルゴリズムを実行し、それに基づいて、プロービングデータ内の意味的及び/又は幾何学的な特徴を認識するように構成され、
品質パラメータ上の表示が、意味的及び/又は幾何学的な認識された特徴に基づくことを特徴とする、請求項39又は40に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項42】
側面上の各光インジケータの配置が、割り当てられたスキャンセクションに対応するように、複数の光インジケータが、モバイルリアリティキャプチャ装置の側面上に円周方向に配置されることを特徴とする、請求項39から41のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項43】
複数の光インジケータが、複数の個別に制御可能なセグメントを有する単一のランプ、特に、LED又は導光リングによって具体化されることを特徴とする、請求項39から42のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項44】
品質パラメータの表示が、品質パラメータが定義された品質基準、特に閾値を満たすこと、及び/又は品質パラメータが定義された品質基準を満たさないことの表示を少なくとも含むように構成されることを特徴とする、請求項39から43のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項45】
品質パラメータの表示が、カラーコーディング及び/又は点滅コーディングによって提供され、特に、一連の明確に分離された単一パルス及び/又は強度脈動、すなわち連続的なフェージング及び強化パルス信号を含むように構成されることを特徴とする、請求項39から44のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項46】
・ モバイルリアリティキャプチャ装置が、視覚的ローカリゼーションアルゴリズムを実行するように構成され、画像データを生成するように構成されたローカリゼーションカメラを含み、
・ 複数の光インジケータの起動が、特に、複数の光インジケータが、ローカリゼーションカメラのシャッタが閉じられたときにのみ起動されるように、ローカリゼーションカメラの画像キャプチャ速度と調整されるように、モバイルリアリティキャプチャ装置が構成される
ことを特徴とする、請求項39から45のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項47】
複数の光インジケータが、特に一連の明確に分離された単一パルス及び/又は強度脈動、すなわち、連続的なフェージング及び強化パルス信号を含む、カラーコーディング及び/又は点滅コーディングを更に提供するようにモバイルリアリティキャプチャ装置が構成され、特に、カラー及び/又は点滅コーディングが、モバイルリアリティキャプチャ装置の動作条件のうちの少なくとも1つを示し、
動作条件が、
・ デバイス準備完了、
・ 進行中のローカリゼーション初期化、
・ ローカライズの初期化が完了、
・ ローカライズの再初期化が必要であること、
・ 装置の動きが速すぎる及び/又は遅すぎること、
・ カメラユニットで撮影した画像、
・ バッテリ残量が少ないこと、並びに
・ コンパニオン装置への接続が失われたこと、
であることを特徴とする、請求項39から46のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項48】
請求項1から38のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項39から47のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項49】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ 特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される、ローカリゼーションユニットと、
・ 光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、特にカメラとを少なくとも含むプロービングユニットであって、プロービングユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、環境のデジタルモデルを決定するためのプロービングデータを生成するように構成される、プロービングユニットと、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の現在位置から環境の領域に向けて案内を提供するように構成された案内ユニットと、
を有し、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ 少なくとも1つのローカリゼーションデータとLIDARデータに基づいてプロービングデータを決定し、
・ プロービングデータの分析及び/又は環境のモデルデータとの比較に基づいて、追加のプロービングデータが必要とされる環境の領域の位置を提供する案内データを生成し、及び
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の現在位置から、追加のプロービングデータが必要な環境のエリアへの案内を提供する案内ユニットを起動する
ように構成されることを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項50】
不十分なデータ品質を有する領域を決定するために定義された品質基準に関してプロービングデータを分析することによって、追加のプロービングデータが必要とされる環境の領域が決定されることを特徴とする、請求項49に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項51】
品質基準が、空間分解能パラメータ、特にLIDAR点密度又はLIDAR点分布、及び/又はLIDARデータの強度閾値パラメータに基づくことを特徴とする、請求項50に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項52】
モデルデータが、事前に取得されたプロービングデータ及び/又は事前に定義された環境モデル、特に環境が建物である場合にはビルディング情報モデル(BIM)に基づき、
特に、モデルデータとの比較が、プロービングデータが欠落している領域の少なくとも指標を提供する
ことを特徴とする、請求項49から51のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項53】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ プロービングデータ上で特徴認識アルゴリズムを実行し、それに基づいて、プロービングデータ内の意味的及び/又は幾何学的な特徴を認識し、及び
・ 意味的及び/又は幾何学的な認識された特徴に基づいて案内データを生成する
ように構成される
ことを特徴とする、請求項49から52のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項54】
プロービングユニットが、プロービングデータの一部として画像データを含むように構成され、品質基準が、欠落した画像データ、不十分な解像度の画像データ、不十分な画像鮮明度の画像データ、汚れた画像の画像データ、不十分な強度の画像データ、及び強度が高すぎる画像データ、特に飽和した画像の少なくとも1つを有する領域の識別を提供することを特徴とする、請求項49から53のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項55】
案内ユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の向きに対してオペレータを案内するための音響案内信号を提供するように構成されることを特徴とする、請求項49から54のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項56】
案内ユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の向きに関してオペレータを案内するための視覚案内信号を提供するように構成された複数の光インジケータを備え、
特に、側面上の各光インジケータの配置が、示されるべき移動方向に対応するように、複数の光インジケータが、モバイルリアリティキャプチャ装置の側面上に円周方向に配置される
ことを特徴とする、請求項49から55のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項57】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、視覚コーディング及び/又は音響コーディングを提供するように構成され、
特に、所望の回転速度、回転角度の量の表示、プロービングデータが不十分である環境の領域への残留距離の表示、及びモバイルリアリティキャプチャ装置を移動させるための所望の速度のうちの少なくとも1つを提供するためのものである
ことを特徴とする、請求項49から56のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項58】
ユーザ入力に基づいて案内データの生成を初期化するように構成されることを特徴とする、請求項49から57のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項59】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、特にプロービングデータから導出された特徴パラメータと組み合わせて、モバイルリアリティキャプチャ装置の位置及び/又は移動方向を示すローカリゼーションパラメータに基づいて、案内データの生成を自動的に初期化するように構成され、特徴パラメータが、現在の測定範囲の出口の位置、特にドアの位置を示すことを特徴とする、請求項49から58のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項60】
請求項1から48のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項49から59のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項61】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ 特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される、ローカリゼーションユニットと、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中にレーザ測定ビームの走査移動を行い、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の動作状態を視覚的に示すステータスインジケータと
を有し、
・ ステータスインジケータが、モバイルリアリティキャプチャ装置の側面上に円周方向に配置され、側面が、モバイルリアリティキャプチャ装置の立設軸を画定し、すなわち、側面が、立設軸の周りに円周方向に配置され、
・ ステータスインジケータは、立設軸の周りのすべての視方向に対して同一に見えるように構成され、すなわち、モバイルリアリティキャプチャ装置の立設軸の周りの回転位置にかかわらず、モバイルリアリティキャプチャ装置を立設軸に垂直な平面内から見るときに、ステータスインジケータによって提供される同じ情報が可視である
ことを特徴とする、請求項61に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項62】
・ ローカリゼーションユニットが、視覚的ローカリゼーションアルゴリズムを実行するように構成され、そのためにローカリゼーションユニットが、画像データを生成するように構成されたローカリゼーションカメラを含み、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置が、ステータスインジケータの起動がローカリゼーションカメラの画像キャプチャ速度と調整されるように、特に、ローカリゼーションカメラのシャッタが閉じられたときにのみステータスインジケータが光を放射するように構成される
ことを特徴とする、請求項61に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項63】
ステータスインジケータが、立設軸の周りに円周方向に配置された単一ランプ、特にLEDによって具体化され、特に、単一ランプは、立設軸に直交する同一平面内にあることを特徴とする、請求項61又は62に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項64】
ステータスインジケータが、立設軸の周りに円周方向に配置される導光リングとして実施されることを特徴とする、請求項61から63のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項65】
ステータスインジケータが、光の少なくとも1つの結合、特にいくつかの結合、更に特に6つの結合を有する光ファイバリングによって実施され、ステータスインジケータが、光ファイバリングに沿った結合位置からの距離が増加するにつれて、光ファイバリングに沿って送られる放射に対する、立設軸に対して半径方向に送られる放射の比率が増加するように構成されることを特徴とする、請求項64に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項66】
ステータスインジケータが、カラーコーディング及び/又は点滅コーディングによってモバイルリアリティキャプチャ装置の状態を提供するように構成され、特に一連の明確に分離された単一パルス及び/又は強度脈動、すなわち連続的なフェージング及び強化パルス信号を含み、更に特に、コーディングが、立設軸の周りを走る回転コーディングによって提供されることを特徴とする、請求項61から65のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項67】
請求項1から60のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項61から66のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項68】
レーザ測定ビームに基づいて光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナであって、レーザスキャナが、
・ ベースと、
・ ベースに取り付けられ、ベースに対して回転可能な支持体と、
・ 出射するレーザ測定ビームを偏向し、レーザ測定ビームの一部を戻すための回転体であって、支持体上に取り付けられ、支持体に対して回転可能である、回転体と
を有し、
LIDARデータの生成が
・ ベースに対する支持体の連続回転と、支持体に対する回転体の連続回転と、
・ 回転体を介したレーザ測定ビームの出射と、回転体を介して戻ってくるレーザ測定ビームの一部の検出と、
を含み、
レーザスキャナが、曲面を有する参照要素を含み、
支持体に対する回転体の連続的な回転によって、
・ 出射レーザ測定ビームが、曲面上にトラックを生成することができ、
・ トラック位置に沿って異なるトラック位置で、出射レーザ測定ビームと曲面との異なる入射角が生成され、すなわち、異なる光のフラクションが、トラック位置の関数としてレーザ測定ビームの入射方向に沿って後方に散乱される
ことができるように、参照要素が、構成され、配置される
ことを特徴とする、レーザスキャナ。
【請求項69】
曲面が、外側の方向、すなわち回転体の方向にアーチ状になっていることを特徴とする、請求項68に記載のレーザスキャナ。
【請求項70】
・ 曲面の上部が、トラックに沿って、特に表面全体にわたって、均一な反射特性を有するように構成され、
・ 曲面の頂部が、トラックに沿って様々な反射特性を有するように構成され、特に、トラックの少なくとも一部に沿って、頂部が、高反射率から低反射率への遷移を有するように構成される
ことを特徴とする、請求項68又は69のいずれか1項に記載のレーザスキャナ。
【請求項71】
参照要素が、支持体の凹部に埋め込まれ、特に凹部の側壁が、放射スワンプとして作用するように構成されることを特徴とする、請求項68から70のいずれか1項に記載のレーザスキャナ。
【請求項72】
参照要素が、回転体に対してベースに向かう方向、すなわち底部位置に配置されることを特徴とする、請求項68から71のいずれか1項に記載のレーザスキャナ。
【請求項73】
支持体をベースに対して回転させるためのモータが、支持体に配置され、モータのモータキャップによって曲面が形成されることを特徴とする、請求項72に記載のレーザスキャナ。
【請求項74】
参照要素が、回転体に対してベースから離れる方向、すなわち天頂位置に配置されることを特徴とする、請求項68から73のいずれか1項に記載のレーザスキャナ。
【請求項75】
レーザスキャナが、更に参照要素を含み、
参照要素が、支持体に対する回転体の連続的な回転に起因して、出射レーザ測定ビームが、更なる参照要素の表面上にトラックを生成することができ、トラックに沿った異なるトラック位置において、異なる光の割合が、トラック位置の関数としてレーザ測定ビームの入射方向に沿って後方に散乱されるように構成及び配置され、
特に、
・ 更なる参照要素が、回転体に対してベースに向かう方向、すなわち底部位置に配置され、又は
・ 更なる参照要素が、ベースから離れる方向、すなわち天頂位置に配置される
ことを特徴とする、請求項68から74のいずれか1項に記載のレーザスキャナ。
【請求項76】
レーザスキャナが、請求項1から67のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項68から75のいずれか1項に記載のレーザスキャナ。
【請求項77】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ 特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される、ローカリゼーションユニットと、
・ 請求項68から76のいずれか1項に記載のレーザスキャナであって、レーザスキャナが、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中にLIDARデータを生成するように構成される、レーザスキャナと
を有することを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項78】
請求項1から76のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項77に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項79】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ ローカリゼーションカメラ、特にグローバルシャッタカメラと、特に慣性測定ユニット(IMU)とを含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、ローカリゼーションカメラによって生成されたローカリゼーション画像データを含むローカリゼーションアルゴリズムによってモバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するように構成される、ローカリゼーションユニットと、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、
・ ローカリゼーションカメラと同等以上の解像度を有する詳細カメラであって、特に詳細用カメラがカラーカメラである、詳細カメラと、
を有し、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ ローカリゼーションカメラによりローカリゼーション画像データを連続的に生成し、
・ 詳細カメラで詳細画像データを生成し、ローカリゼーション画像データを連続的に生成するために、詳細画像データをローカリゼーションカメラの取得レートよりも低いレートで生成する
ように構成されることを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項80】
・ ローカリゼーションユニットが、3つのローカリゼーションカメラ、特にグローバルシャッタのローカリゼーションカメラを含み、
・ 詳細カメラ及び3つのローカリゼーションカメラが、リアリティキャプチャ装置の側面上に円周方向に配置され、側面が、リアリティキャプチャ装置の立設軸を規定し、側面が、立設軸の周りに円周方向に配置され、
・ 3つのローカリゼーションカメラのうちの2つが、立設軸に対して別々の直交平面内に位置し、特に、立設軸の周りの回転に関して異なる角度方向を有する
ことを特徴とする、請求項79に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項81】
3つのローカリゼーションカメラと詳細カメラのうちの2つが、立設軸に対して同じ直交平面内にあり、3つのローカリゼーションカメラと詳細カメラのうちの1つが、立設軸に対して同じ直交平面内にあり、
特に、モバイルリアリティキャプチャ装置が、直交平面の分離を考慮して画像データに対して立体写真測量アルゴリズムを実行するように構成されることを特徴とする、請求項80に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項82】
ローカリゼーションユニットが、複数のローカリゼーションカメラを含み、特に、ローカリゼーションユニットの公称最小動作範囲について、複数のローカリゼーションカメラの各々が、複数のローカリゼーションカメラのうちの少なくとも別の1つと視野が重複するように、複数のローカリゼーションカメラが構成され、配置される
ことを特徴とする、請求項79から81のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項83】
ローカリゼーション画像データ及び/又は詳細画像データからパノラマ画像を生成するように構成されること、すなわち、異なる視方向からの個々の画像をつなぎ合わせて、個々の画像よりも広い視野を有する画像を形成するように構成されること、
特に、モバイルリアリティキャプチャ装置が、360度パノラマ画像を生成するように構成されること
を特徴とする、請求項79から82のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項84】
詳細画像及び/又はローカリゼーション画像データの生成が、
・ ユーザコマンド、
・ 移動パラメータ、特にモバイルリアリティキャプチャ装置の停止を示すパラメータ、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡に沿った位置、及び/又は軌跡に対するモバイルリアリティキャプチャ装置の向き、及び
・ 一定の繰返し率
の少なくとも1つにより引き起こされる
ことを特徴とする、請求項79から83のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項85】
ローカリゼーションカメラ又は複数のローカリゼーションカメラの各々の視野が、少なくとも90度×120度であることを特徴とする、請求項79から84のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項86】
詳細カメラの視野が、少なくとも80度×80度であることを特徴とする、請求項79から85のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項87】
モバイルリアリティキャプチャ装置は、LIDARデータによって表される三次元点群をカラー化するためのデータを決定するように構成され、ローカリゼーション画像データの少なくとも一部は、LIDARデータによって表される三次元点群に色情報を含める目的で処理されることを特徴とする、請求項79から86のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項88】
三次元点群に色情報を含める処理が、カラー化に用いるローカリゼーション画像データの個々の画像の画像領域を具体的に決定して選択するように構成された選択アルゴリズムに基づいており、三次元点群内の点と一致する画像点からなる部分画像のみを用いることを特徴とする、請求項87に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項89】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ 第1のレートで、ローカリゼーションイメージデータがローカリゼーションアルゴリズムを生成し、及び
・ 第2のレートで、LIDARデータで表される三次元点をカラー化するためのローカリゼーション画像データを生成する
ように構成され、
第2のレートが第1のレートよりも低いことを特徴とする、請求項87又は88に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項90】
請求項1から78のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項79から89のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項91】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、
・ LIDARデータが表す三次元点群をカラー化するためのカラー化画像からなる画像データを生成するカメラユニットと、
・ 特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、カメラユニットによって生成された画像データを含むローカリゼーションアルゴリズムによって、モバイルリアリティキャプチャの軌跡を決定するように構成される、ローカリゼーションユニットと
を有し、
カメラユニットが、
・ 第1及び第2の画像データが、カメラユニットの同一のカメラによって異なる速度で生成され、
・ 第1の画像データが、具体的には、LIDARデータによって表される三次元点群をカラー化するために使用されることが予測され、
・ 第1の画像データよりも高いレートで生成された第2の画像データが、具体的には、ローカリゼーションアルゴリズムによって使用されることが予測される
ように構成される
ことを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項92】
カメラユニットが、第2の画像データをモノクロ画像データとして生成するように構成されることを特徴とする、請求項91に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項93】
カメラユニットが、カメラのサブサンプリングされた読み出しモードによって第2の画像データを生成するように構成され、これは、高解像度読み出しモードと比較して増加したフレームレートを提供することを特徴とする、請求項91又は92に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項94】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、LIDARデータによって表される三次元点群をカラー化するためのデータを決定するように構成され、第1の画像データの少なくとも一部がカラー化のために処理され、カラー化に使用される第1の画像データの個々の画像の画像領域の特定の決定及び選択を含み、すなわち、三次元点群内の点に一致する画像点を含むサブ画像のみがカラー化に使用されることを特徴とする、請求項91から93のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項95】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、第1及び第2の画像データを生成することが予想される同一のカメラによって、パノラマ画像を生成するための第3の画像データを生成するように構成され、特に、モバイルリアリティキャプチャ装置が、パノラマ画像を生成するように構成され、すなわち、カメラユニットによって異なる視方向から生成された個々の画像をつなぎ合わせて、個々の画像よりも広い視野を有する画像を形成するように構成されることを特徴とする、請求項91から94のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項96】
第1、第2及び第3の画像データのうちの少なくとも2つが、カメラの同じ取得プロセスに由来し、生画像が生成され、カメラユニットが、特にフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)又はグラフィックス処理ユニット(GPU)上で実行される、生画像上で実行される画像圧縮又はサブサンプリングアルゴリズムによって、同じ取得プロセスに対して異なる解像度の画像データを生成するように構成されることを特徴とする、請求項91から95のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項97】
請求項1から90のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項91から96のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項98】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ パノラマ画像の画像データを生成するカメラユニット、特に、パノラマ画像を生成するように構成されたカメラユニット、すなわち、異なる視線方向からのカメラユニットの個々の画像をつなぎ合わせて、個々の画像よりも広い視野を有する画像を形成するように構成されたカメラユニットと、
・ 特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、カメラユニットによって生成された画像データを含むローカリゼーションアルゴリズムによってモバイルリアリティキャプチャの軌跡を決定するように構成された、ローカリゼーションユニットと、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、
を有し、
カメラユニットが、
・ 第1及び第2の画像データが、カメラユニットの同一のカメラによって異なる速度で生成され、
・ 1番目のイメージデータが、パノラマ画像の生成のために、生成され、保存され、基本的にカメラの公称範囲である第1の許容範囲内で急激な補正を可能にすることによって、カメラが第1の画像データを生成するためのシャッタ速度を調整し、
・ 第1の画像データよりも高速に生成された第2の画像データが、ローカリゼーションアルゴリズムによって使用されることが予測され、カメラが、第1の許容範囲よりも小さく、ローカリゼーションユニットの動作範囲に具体的に調整される第2の許容範囲内で漸進的な補正のみを可能にすることによって、第2の画像データを生成するためのシャッタ速度を調整する
ように構成されることを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項99】
第1及び第2の画像データを生成するためのカメラが、ローリングシャッタカメラであり、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の動きを示す動きパラメータを決定するように構成された、特にIMUを有する動き決定ユニットと、
・ 第2の画像データを生成するために取得した初期画像を補正して第2の画像データを生成する補償ユニットであって、動きパラメータを考慮してローリングシャッタによる初期画像の動きぶれが補正される、補償ユニットと、
を含むことを特徴とする、請求項98に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項100】
請求項1から97のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項98から99のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項101】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ 内部空間を囲むハウジングであって、内部空間が、
回転部分のない第1の領域、及び
光検出及び測距(LIDAR)データを生成するためのレーザ測定ビームの走査移動を提供するように構成された回転部分を含む第2の領域
を有する、ハウジングと、
・ ファンユニットと、外気を第1の領域に流入させる空気入口と、第1の領域からの空気、すなわち空気入口を越えて第2の領域に流入させる空気通路とを有する冷却システムと、
を有することを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項102】
冷却システムが、2段階のフィルタリングシステムから成り、2段階のフィルタリングシステムが、
・ 空気入口に配置され、内部空間を雰囲気から分離する第1のフィルタ、特に少なくとも防雨フィルタと、
・ 内部空間に配置され、第1のフィルタと第2のフィルタとの間で第2のフィルタの上流に位置する汚れた内部ゾーンと、第2のフィルタの下流に位置して第2のフィルタと周囲に空気を放出する空気出口との間に位置する清浄な内部ゾーンとに内部空間を分離する第2のフィルタと
を有することを特徴とする、請求項101に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項103】
第1のフィルタは、第2のフィルタよりも粗いフィルタの細かさを有することを特徴とする、請求項102に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項104】
特に、2段階のフィルタリングシステムが、第1及び/又は第2のフィルタをモジュール式に取り外すことができるモジュール式設計であり、
例えば、第1及び/又は第2のフィルタが、水洗浄可能及び/又は電気掃除機洗浄可能であるように構成される
ことを特徴とする、請求項101又は103のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項105】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、特に2段階のフィルタリングシステムを通って流れる空気の空気抵抗の決定に基づいて、2段階のフィルタリングシステムの汚染レベルを監視するように構成されたフィルタ監視システムを有することを特徴とする、請求項101から104のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項106】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、第1の領域への外気の空気流を生成するために使用されるファンを制御するように構成されたファン制御ユニットを備え、ファン制御ユニットが、2段階のフィルタリングシステムの決定された条件に基づいて、特に、第1及び第2のフィルタの少なくとも1つの汚染レベルに対する閾値に基づいて、及び/又は、2段階のフィルタリングシステムのフィルタが欠落していることの検出に基づいて、空気流の生成を防止するように構成されることを特徴とする、請求項101から105のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項107】
第1及び第2の領域が、それぞれ、第1及び第2の領域の間に空気通路を提供するように構成されたステータ又はロータを含み、ステータ及びロータの両方が、半径方向支柱の間にリングセグメントのスリットを有し、このスリットが、ロータ及びステータの少なくともいくつかの相対回転位置において、第1及び第2の領域の間の通気開口を開くことを特徴とする、請求項101から106のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項108】
冷却システムが、過圧に基づく空気出口、特に一方向弁を備え、かつ/又はフィルタユニットの手段によって外部からの空気の逆流による汚染から内部空間を保護するように構成され、特にフィルタユニットが、第1又は第2のフィルタと同じタイプのフィルタを備えることを特徴とする、請求項101から107のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項109】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、第1の領域からの空気を内部空間の異なる領域に別々に案内するための手段を備え、
特に、空気を第2の領域と、モバイルリアリティキャプチャ装置のコンピューティングプロセッサの冷却リブを含む領域とに別々に案内するための手段を備える
ことを特徴とする、請求項101から108のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項110】
第2の領域が、LIDARセンサ、レーザ測定ビームを偏向するための偏向光学系、及びレーザ測定ビームを放射するためのレーザエミッタのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項101から109のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項111】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、ローカリゼーションユニット、特に慣性測定ユニット(IMU)を備え、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成されることを特徴とする、請求項101から110のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項112】
回転部分が、
モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、走査であるレーザ測定ビームの走査移動を実行するように構成されたレーザスキャナに関連付けられ、及び
それに基づいて、三次元点群を生成するためのLIDARデータを生成する
ように構成されることを特徴とする、請求項101から111のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項113】
請求項1から100のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項101から112のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項114】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、内部空間を囲むハウジングを有し、内部空間が、回転するように構成された回転部品を含み、それに基づいて、
・ 光検出及び測距(LIDAR)データを生成するためのレーザ測定ビームの走査移動を提供し、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の空気冷却システムを駆動するための空気流の発生を提供し、特に回転部品が、動翼を備える
ように構成されることを特徴とするモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項115】
回転部品は内部空気循環を駆動し、内部空気循環は周囲から密閉され、通過する空気を冷却するための冷却部を含む
ことを特徴とする、請求項114に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項116】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、空気入口を有し、冷却システムが、回転部品の回転が空気入口を介して流入する外部空気の流れを引き起こすように構成されることを特徴とする、請求項115に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項117】
・ 回転部品には、動翼が装備されており、
・ 回転部品が、領域に空気を供給する空気流路の空気入口と、領域から空気を除去する空気出口とを有する領域に配置され、
・ ロータブレードが、ロータブレードが入口又は出口をそれぞれ通過する回転成分の回転によって生じる圧力勾配を入口又は出口に発生させ、空気を入口から出口に駆動するように構成され配置される
ことを特徴とする、請求項114から116のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項118】
請求項1から113のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項114から117のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項119】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ 特に慣性測定ユニット(IMU)を含む、同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)ユニットであって、SLAMユニットがSLAMデータを生成するように構成され、それに基づいて環境の三次元マップ及び三次元マップにおけるモバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を生成するように構成される、同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)ユニットと、
・ 少なくともレーザスキャナ、特にカメラを含むプロービングユニットであって、プロービングユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、環境のプロービングデータを生成するように構成される、プロービングユニットと、
・ 三次元マップ内のモバイルリアリティキャプチャ装置の取得位置と、取得位置からプローブされる三次元マップ内の領域との間の幾何学的関係の評価を実行するように構成されるデータ評価ユニットと
を有し、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、幾何学的関係の評価を考慮してプロービングデータの生成を制御するように構成される
ことを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項120】
・ SLAMユニットが、三次元マップを生成するための視覚的同時ローカリゼーション及びマッピング(VSLAM)を含むように構成され、及び/又は、
・ SLAMユニットが、三次元マップを生成するためにLIDARベースの同時ローカリゼーション及びマッピング(LIDAR-SLAM)を含むように構成され、
特に、モバイルリアリティキャプチャ装置が、幾何学的関係の評価を考慮して、SLAMデータの少なくとも一部をプロービングデータとして選択するように構成され、更に特に、モバイルリアリティキャプチャ装置が、プロービングデータとして選択されていないSLAMデータの少なくとも一部を削除するように構成される
ことを特徴とする、請求項119に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項121】
データ評価ユニットが、幾何学的関係の関数としてプロービングデータの品質評価を行うように更に構成され、
品質評価が、
・ プローブされる三次元マップ内の領域に対するプロービングデータの期待される空間分解能、
・ 三次元マップ内のプロービングデータを生成するための検出プロービング信号の予想信号強度、
・ プローブする三次元マップ内の領域のプロービングデータの期待される信号対ノイズ比、
・ プロービングデータを生成するためにプロービングされる三次元マップ内の領域の表面上のプロービング放射の予想入射角、及び
・ 焦点距離と、モバイルリアリティキャプチャ装置と三次元マップ内のプローブ対象領域との間の予測距離の比較
のうちの少なくとも1つに基づくことを特徴とする、請求項119又は120に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項122】
データ評価ユニットが、三次元マップの基礎となるSLAMデータの品質評価を行うように構成され、三次元マップ内の同じ領域のSLAMデータの品質評価とプロービングデータの品質評価との比較を考慮してプロービングデータの生成を制御するように構成されることを特徴とする、請求項121に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項123】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ 複数の取得の取得位置に関連する幾何学的関係の評価を考慮して、特にリアルタイムで、プローブされる三次元マップの領域の複数の取得に関連する取得されたプロービングデータ間の比較を実行し、
・ 比較に基づいて、取得したプロービングデータの少なくとも一部を削除する
ように構成されることを特徴とする、請求項119から122のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項124】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、幾何学的関係の評価を考慮して、プロービングデータを生成するためのプロービングユニットのデータ取得モードを選択及び/又は適応的に制御するように構成されることを特徴とする、請求項119から123のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項125】
プロービングユニットが、レーザスキャナを含み、
レーザスキャナが、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中にレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成され、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ レーザスキャナの点繰返し率、及び
・ 走査移動の移動パラメータ、特に1つ及び/又は2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの回転速度
の少なくとも1つを選択及び/又は適応的に制御するように構成される
ことを特徴とする、請求項124に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項126】
プロービングユニットが、詳細カメラを含み、特に、SLAMユニットが、VSLAMを含むように構成され、詳細カメラが、SLAMユニットのVSLAMカメラよりも高い解像度を有し、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ 詳細カメラのシャッタスピード、
・ 詳細カメラの露光時間、及び
・ 詳細カメラの露出率
の少なくとも1つを選択及び/又は適応的に制御するように構成される
ことを特徴とする、請求項124又は125に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項127】
請求項1から118のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項119から126のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項128】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ 同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)ユニット、特に慣性測定ユニット(IMU)を含み、SLAMユニットがSLAMデータを生成するように構成され、それに基づいて環境の三次元マップ及び三次元マップにおけるモバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を生成するように構成される、同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)ユニットと、
・ 少なくともレーザスキャナ、特にカメラを含むプロービングユニットであって、プロービングユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、環境のプロービングデータを生成するように構成される、プロービングユニットと、
・ 三次元マップの基礎となるSLAMデータの品質評価を行うように構成されたデータ評価ユニットと
を有し、
SLAMデータの品質評価を考慮してプロービングデータの生成を制御するように構成されることを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項129】
SLAMデータの品質評価が、
・ 三次元マップ内の領域のSLAMデータによって提供される空間解像度、
・ 三次元マップ内の領域のSLAMデータによって提供される強度レベル、
・ 三次元マップ内の領域に対するSLAMデータによって提供される信号対ノイズ、
・ SLAMデータを生成するためのモバイルリアリティキャプチャ装置の取得位置と、SLAMデータによって取得された三次元マップ内の領域との幾何学的関係、及び
・ ビジュアルSLAM(VSLAM)カメラの焦点距離と、モバイルリアリティキャプチャ装置及びVSLAMカメラでキャプチャされた三次元マップ内の領域の間の距離との比較
の少なくとも1つに基づくことを特徴とする、請求項128に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項130】
SLAMデータの品質評価に基づいて、プロービングユニットによって取得された三次元マップ内の領域のプロービングデータを削除するように構成されることを特徴とする、請求項128又は129のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項131】
SLAMデータの品質評価を考慮して、プロービングデータを生成するためのプロービングユニットのデータ取得モードを選択及び/又は適応的に制御するように構成されることを特徴とする、請求項128から130のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項132】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、ユーザ入力によってプロービングデータの生成を起動するように構成されることを特徴とする、請求項128から131のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項133】
・ プロービングユニットが、詳細カメラを含み、特に、SLAMユニットが、VSLAMを含み、詳細カメラが、SLAMユニットのVSLAMカメラよりも高い解像度を有するように構成され、
・ プロービングユニットが、ユーザ入力によって起動可能なバーストモードを有し、
・ バーストモードで、詳細カメラは連続的に写真測量アルゴリズムの画像データを生成し、
特に、バーストモードの持続時間が、ユーザ入力によって制御可能である
ことを特徴とする、請求項132に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項134】
請求項1から127のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項128から133のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項135】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ 少なくともレーザスキャナ、特にカメラを含むプロービングユニットであって、プロービングユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、三次元点群を生成するための環境のプロービングデータを生成するように構成されるプロービングユニットと、
・ 特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される、ローカリゼーションユニットと、
・ プロービングデータに基づいて、環境の三次元ベクターファイルモデル、特にメッシュを生成するように構成されたエッジコンピューティング機能と、
・ データインターフェース、特に無線のデータインターフェースであって、プロービングデータ及び三次元ベクターファイルモデルを含むデータストリームを別個の受信装置に提供するように構成された、データインターフェースと、
を有し、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、プロービングデータのストリーミングよりも三次元ベクターファイルモデルのデータのストリーミングを優先するように構成された優先順位付けアルゴリズムに基づいて、データストリームを生成して提供するように構成されることを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項136】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、特に意味的及び/又は幾何学的な認識された特徴に基づいて、プロービングデータの少なくとも一部を削除するように構成されることを特徴とする、請求項135に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項137】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、三次元ベクターファイルモデル、特に三次元ベクターファイルモデル内の表面に関連するプロービングデータを考慮して、プロービングデータの少なくとも一部が冗長であるとフラグを立てるように構成されることを特徴とする、請求項135又は136のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項138】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、データストリームの生成する際に、冗長とフラグを立てられたプロービングデータを省略するように構成されることを特徴とする、請求項137に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項139】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ 三次元ベクターファイルモデルに基づき、取得したプロービングデータの品質評価を行い、
・ プロービングデータの品質評価を考慮して、プロービングデータの生成を制御する
ように構成される
ことを特徴とする、請求項135から138のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項140】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、三次元ベクターファイルモデル内のモバイルリアリティキャプチャ装置の取得位置と、取得位置からプローブされる三次元ベクターファイルモデル内の領域との幾何学的関係の評価を行うことにより、プロービングデータの生成を制御するように構成され、
特に、モバイルリアリティキャプチャ装置が、幾何学的関係の関数としてプロービングデータの品質評価を行うように更に構成される
ことを特徴とする、請求項135から139のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項141】
取得されたプロービングデータの品質評価又は幾何学的関係の関数としてのプロービングデータの品質評価のそれぞれが、
・ プロービングデータによって提供される空間分解能、
・ プロービングデータを生成するためのプロービング信号の信号強度、
・ プロービングデータによって提供される信号対雑音、
・ 三次元ベクターファイルモデルの表面によって表される表面上のプローブ放射の入射角、及び
・ 焦点距離と、モバイルリアリティキャプチャ装置及び三次元ベクターファイルモデル内の点の間の距離との比較
のうちの少なくとも1つに基づくことを特徴とする、請求項139及び/又は請求項140に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項142】
三次元ベクターファイルモデルが、固定メッシュサイズのメッシュであり、
特に、モバイルリアリティキャプチャ装置が、ユーザがメッシュサイズを設定できるように構成される
ことを特徴とする、請求項135から141のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項143】
三次元ベクターファイルモデルが、可変メッシュサイズを有するメッシュであり、
特に、メッシュサイズが、意味的及び/又は幾何学的な認識された特徴を認識する表現、又は取得されたプロービングデータの品質評価に基づくように、自動的に適応される
ことを特徴とする、請求項135から142のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項144】
請求項1から134のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項135から143のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項145】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ 同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)ユニット、特にSLAMデータを含む同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)ユニットであって、
SLAMユニットが、SLAMデータを生成し、それに基づいて、環境の三次元マップ及び三次元マップ内のモバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を生成するように構成され、
三次元マップが、SLAMデータの相互リンクを可能にする環境内の複数の特徴を識別することによって生成される、同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)ユニットと、
・ 軌跡に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の異なる位置で、複数のフィーチャのサブセットの位置データを決定するように構成されたフィーチャトラッカーであって、
軌跡に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の異なる位置のそれぞれについて、
対応する位置データが、軌跡に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の対応する位置に対するフィーチャのサブセット間の相対的な位置関係を提供する、フィーチャトラッカーと
を有し、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、位置データの少なくとも一部を呼び出すことにより、三次元マップの生成を継続するためのSLAMユニットを再初期化するように構成されることを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項146】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ 軌跡に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の最後の、特に最近の、位置について決定された位置データ、又は
・ 軌跡に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の最新の位置に対応する一連の位置データ
を呼び戻すことのより、SLAMユニットを再初期化するように構成されることを特徴とする、請求項145に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項147】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、現在のSLAMデータに基づく三次元モデルと以前のSLAMデータに基づく三次元モデルとを比較することによって、モバイルリアリティキャプチャ装置の現在位置を決定するように構成されたエッジコンピューティング機能を有し、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、決定された現在位置に基づいて位置データを選択してSLAMユニットを再初期化するように構成され、
特に、モバイルリアリティキャプチャ装置が、SLAMデータに基づいて、環境の三次元モデル、特にベクターファイルモデルを生成し、三次元モデルの特徴認識アルゴリズムを実行するように構成され、それに基づき意味的及び/又は幾何学的な特徴を認識し、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ 意味的及び/又は幾何学的な認識された特徴の少なくとも一部を、軌跡に沿ってモバイルリアリティキャプチャ装置の異なる位置のデータを配置するように割り当て、
・意味的及び/又は幾何学的な特徴に基づいて、軌跡に沿った現在位置を決定するように構成されることを特徴とする、請求項145又は146に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項148】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、モバイルリアリティキャプチャ装置の現在位置から所望の位置に向けて案内を提供するように構成された案内ユニットを有し、
モバイルリアリティキャプチャ装置が
・ SLAMデータによって生成された三次元マップ内又は三次元モデル内の現在位置を、特に意味的及び/又は幾何学的な認識された特徴に基づいて決定し、
・ 案内ユニットの手段により、位置データが求められた軌跡上の現在位置から目標位置への案内を行い、及び
・ 目標位置を決定した位置データに基づいてSLAMユニットを再初期化する
ように構成されることを特徴とする、請求項145から147のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項149】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、ローカリゼーションデータを生成するための、又は外部位置決定ユニットからローカリゼーションデータを受信するための、内蔵の位置決定ユニットを有するように構成され、
位置決定ユニットが、
・ 無線信号、特に無線LAN信号による三角測量
・ 無線周波数測位、及び
・ グローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)
の少なくとも1つに基づき、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ 位置データを選択して、位置決定ユニットの位置データに基づいてSLAMユニットを再初期化し、
・ 位置データが決定された軌跡上の目標位置に、位置データが提供する現在位置から案内ユニットにより案内する
ように構成されることを特徴とする、請求項145から148のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項150】
請求項1から144のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項145から149のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項151】
2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動に基づいて光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナであって、
レーザスキャナが、
・ 走査移動中にレーザ測定ビームが異なる貫通点でカバーを通過するように、レーザスキャナの可動部分を収容するカバー、特に可視光に対して不透明なカバーと、
・ 2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの出射軸の向きを決定するための角度決定データを提供するように構成された角度決定ユニットと、
・ カバーに起因するオフセットに対する角度決定データを補正するためのスプラインベースの補正パラメータを記憶したデータメモリと
を有することを特徴とする、レーザスキャナ。
【請求項152】
レーザスキャナが、補正パラメータによって提供されるオフセットによって、角度決定データを、特にリアルタイムで補正するように構成されることを特徴とする、請求項151に記載のレーザスキャナ。
【請求項153】
補正パラメータはルックアップテーブル又は補正マトリックスの形式で保存される
ことを特徴とする、請求項151又は152に記載のレーザスキャナ。
【請求項154】
カバーの表面はねじれを有し、走査移動中にレーザ測定ビームはねじれを通過する
ことを特徴とする、請求項151から153のいずれか1項に記載のレーザスキャナ。
【請求項155】
カバーが半球状のヘッド部を有し、ヘッド部は円筒形のシェルで合流し、
特に、レーザスキャナが、半球ヘッド部を通過するレーザ測定ビームの向きと、円筒シェルを通過するレーザ測定ビームの向きとに基づいてLIDARデータが生成されるように構成される
ことを特徴とする、請求項151から154のいずれか1項に記載のレーザスキャナ。
【請求項156】
レーザスキャナが、請求項1から150のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項151から155のいずれか1項に記載のレーザスキャナ。
【請求項157】
モバイルリアリティキャプチャ装置及びコンパニオン装置を有するシステムであって、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であり、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ 特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される、ローカリゼーションユニットと、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、
・ 画像データをキャプチャするように構成されたカメラと
を有し、
コンパニオン装置が、特にスマートフォン、タブレット、又はパーソナルコンピュータとして具体化されたものであり、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置とコンパニオン装置が、サーバとクライアント間の通信のために構成され、
・ システムが、サーバとクライアント間の通信のデータにアクセスするように構成され、特に、通信、特にサービスセット識別子(SSID)及びサーバのパスワードが、マトリックス・バーコード、特にQRコード(登録商標)にエンコードされ、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置及び/又はコンパニオン装置が、サーバとクライアント間の通信を確立するために、マトリックス・バーコードのイメージを取り込み、そのイメージからマトリックス・バーコードをデコードするように構成される
ことを特徴とする、システム。
【請求項158】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、サーバとクライアント間の通信のためのサーバとして動作するように構成され、システムが、マトリックス・バーコードを表示するタグを含み、特に、タグが、モバイルリアリティキャプチャ装置に取り付けられるか、又はモバイルリアリティキャプチャ装置の不可欠な部分であることを特徴とする、請求項157に記載のシステム。
【請求項159】
コンパニオン装置が、ディスプレイ上にマトリックス・バーコードを表示するように構成され、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、特に自動的に、
・ カメラによってキャプチャされたマトリックス・バーコードを含む画像の取得を認識し、
・ 画像からマトリックス・バーコードをデコードし、及び
・ マトリックス・バーコードのデコード時にサーバとクライアント間の通信を確立する
ように構成され、
特に、コンパニオン装置が、
・ サーバとクライアント間の通信のためのサーバとして動作し、又は
・ 利用可能な通信ネットワークのアクセスデータを認識し、利用可能な通信ネットワークのアクセスデータをマトリックス・バーコードにエンコードする
ように構成されることを特徴とする、請求項157に記載のシステム。
【請求項160】
・ モバイルリアリティキャプチャ装置が、ローカリゼーションユニットが使用するローカリゼーションカメラを備え、ローカリゼーションカメラのカメラ画像を用いてローカリゼーションデータ、特に三次元マップを生成するためのマッピングデータを生成するように構成され、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置が、ローカリゼーションカメラとしての解像度が高い詳細カメラを更に含み、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置が、詳細カメラの手段によってマトリックス・バーコードのイメージをキャプチャするように構成され、
特に、マトリックス・バーコードの画像がユーザによる手動トリガによってキャプチャされるように、モバイルリアリティキャプチャ装置が構成される
ことを特徴とする、請求項157から159のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項161】
請求項1から156のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項157から160のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項162】
プログラムコードを含むコンピュータプログラム製品であって、機械可読媒体上に格納されるか、又はプログラムコードセグメントを含む電磁波によって実施され、
特に、請求項1から160のいずれか1項のモバイルリアリティキャプチャ装置のコンパニオン装置上で工程を実行するためのコンピュータ実行可能命令を有する、コンピュータプログラム製品であり、
コンピュータ実行可能命令が、少なくとも、
・データベースからの入力データの読み取ることであって、
データベースが、
モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータ、
モバイルリアリティキャプチャ装置のレーザスキャナの光検出及び測距(LIDAR)データであって、LIDARデータが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡に沿った移動中に生成され、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動に基づいている、モバイルリアリティキャプチャ装置のレーザスキャナの光検出及び測距データ、及び
モバイルリアリティキャプチャ装置の側面上に配置されるカメラユニットの画像データであって、側面が、モバイルリアリティキャプチャ装置の立設軸を画定し、すなわち、側面が、立設軸の周りに円周方向に配置され、画像データが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡に沿った移動中に生成され、特に、カメラユニットが、立設軸の周りに少なくとも120度、特に少なくとも180度、更に特には360度の視野をカバーする画像データを提供する、カメラユニットの画像データ
を含む、データベースからの入力データの読み取ることと、
・ 入力データに基づいて環境の三次元モデル、特に三次元点群又は三次元ベクターファイルモデルを生成することと、
・ 画像データの個々の画像が三次元モデル内のそれらのキャプチャ位置に関連付けられるように、画像データと三次元モデルとのリンケージを生成することと、
・ サムネイル表示を提供することであって、画像データの個々の画像はサムネイルで表示される、サムネイル表示を提供することと、
・ サムネイルの1つを選択して受け取ることと、
・ 三次元モデル内の選択されたサムネイルに関連する個々の画像のキャプチャ位置を示す三次元モデルの表現、特に三次元の表現を提供することと
を実行することを特徴とする、コンピュータプログラム製品。
【請求項163】
三次元モデルの表現が、軌跡の少なくとも一部、特に、選択されたサムネイルに関連する軌跡位置までの軌跡の一部を含むことを特徴とする、請求項162に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項164】
サムネイル表示が、二次元又は三次元グリッド内のサムネイルの母集団に基づくことを特徴とする、請求項162又は163に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項165】
コンピュータプログラム製品が、請求項1から161のいずれか1項の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項162から164のいずれか1項に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項166】
インフラストラクチャ内、特に、建物又は施設、更に特に通過する人及び/又は車両に頻繁に暴露される区域内のオブジェクトを検出するための監視装置であって、
・ 2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を行い、それに基づいてインフラストラクチャの三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、
・ 監視装置に対して少なくとも2つの異なる撮像方向に沿って画像データをキャプチャするように構成されたカメラユニットと、
・ LIDARデータと画像データの少なくとも1つに基づいて、監視されるインフラストラクチャ内のオブジェクトを検出するように構成されたオブジェクト検出器と、
を含み、
監視装置が、物体検出器による物体の検出時に、低周波キャプチャモードから高周波キャプチャモードに自動的に切り替えるように構成され、
低周波キャプチャモードと比較して、高周波キャプチャモードにおいて、以下のパラメータの少なくとも1つが増加され、
以下のパラメータが、
・ レーザスキャナの点繰返し率、
・ 2つの回転軸のうちの少なくとも1つに対するレーザ測定ビームの回転速度、及び
・ カメラユニットのカメラの露出率
であることを特徴とする、監視装置。
【請求項167】
監視装置が、
・ レーザスキャナを支持するベースと、
・ ベース上に取り付けられるカバー、特に可視光に対して不透明なカバーであって、カバーとベースがレーザスキャナのすべての可動部分を包み込むように、外部からの可動部分が触れられないようにする、カバーと
を含むことを特徴とする、請求項166に記載の監視装置。
【請求項168】
監視装置が、
・ LIDARデータ、特に、三次元点群及び/又は三次元ベクターファイルモデルを考慮して、インフラストラクチャの三次元モデルを生成するように構成され、及び/又は
・ 画像データからパノラマ画像を生成するように構成され、すなわち、カメラユニットの視方向の異なる個々の画像をつなぎ合わせて、個々の画像よりも広い視野を有する画像を形成するパノラマ画像を形成し、特に、モバイルリアリティキャプチャ装置が、360度パノラマ画像を生成するように構成される
ことを特徴とする、請求項166又は167に記載の監視装置。
【請求項169】
監視装置が、データストリームを生成し、データインターフェースを用いて、特に無線及び/又は有線のデータインターフェースの手段により、データストリームを別の受信装置に提供するように構成され、
特に、データストリームが、LIDARデータ、画像データ、三次元モデルのモデルデータ、パノラマ画像の画像データのうちの少なくとも1つを含む
ことを特徴とする、請求項166から168のいずれか1項に記載の監視装置。
【請求項170】
監視装置が、請求項1から165のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項166から169のいずれか1項に記載の監視装置。
【請求項171】
インフラストラクチャ内、特に、建物又は施設、更に特に通過する人及び/又は車両に頻繁に暴露される区域内のオブジェクトを検出するための監視装置であって、
・ 2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を行い、それに基づいてインフラストラクチャの三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、
・ 監視装置に対して少なくとも2つの異なる撮像方向に沿って画像データをキャプチャするように構成されたカメラユニットと、
・ LIDARデータと画像データの少なくとも1つに基づいて監視されたインフラストラクチャ内のオブジェクトを検出するように構成されたオブジェクト検出器と、
を含み、
監視装置が、
・ データストリームを生成し、LIDARデータ及び画像データを含むデータストリームを、データインターフェースを用いて、特に無線及び/又は有線のデータインターフェースの手段を用いて、別の受信装置に提供するように構成され、及び
・ オブジェクト検出器によるオブジェクトの検出時に、自動的に低データモードから高データモードに切り替えるように構成され、低データモードと比較して、高データモードではデータストリームのデータ量が増加する
ことを特徴とする、監視装置。
【請求項172】
監視装置が、請求項1から170のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項171に記載の監視装置。
【請求項173】
インフラストラクチャ内、特に、建物又は施設、更に特に通過する人及び/又は車両に頻繁に暴露される区域内のオブジェクトを検出するための監視装置であって、
・ 2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を行い、それに基づいてインフラストラクチャの三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、
・ 監視装置に対して少なくとも2つの異なる撮像方向に沿って画像データをキャプチャするように構成されたカメラユニットと、
・ LIDARデータと画像データの少なくとも1つに基づいて、監視されるインフラストラクチャ内のオブジェクトを検出するように構成されたオブジェクト検出器と、
を含み、
・ 監視装置が、LIDARデータ、特に三次元点群及び/又は三次元ベクターファイルモデルを考慮して、インフラストラクチャの三次元モデルを生成するように構成され、
・ オブジェクト検出器が、三次元モデルに基づいてオブジェクトを検出するように構成され、特に、オブジェクト検出器が、三次元モデル上で特徴認識アルゴリズムを実行し、それに基づいて、意味的及び/又は幾何学的な特徴を認識するように構成される
ことを特徴とする、監視装置。
【請求項174】
カメラユニットが、視覚撮像カメラと熱撮像カメラとの少なくとも1つを備えることを特徴とする、請求項166から173いずれか1項に記載の監視装置。
【請求項175】
カメラユニットが、互いに異なる視線方向を有する2つの視覚撮像カメラを含み、2つの視覚撮像カメラの各々が、少なくとも180度の視野を有し、2つの視覚カメラが、レーザスキャナの周囲に円周方向に配置され、
特に、2つの視覚撮像カメラが、レーザスキャナを取り囲む外環であって、中心リング軸を画定する外環上に配置され、中心リング軸の周りの回転に対する2つの視覚撮像カメラの角度間隔が、150度から180度である
ことを特徴とする、請求項174に記載の監視装置。
【請求項176】
カメラユニットが、互いに異なる視線方向を有する4つの熱撮像カメラを含み、4つの熱撮像カメラの各々が、少なくとも80度の視野を有し、4つの熱撮像カメラが、レーザスキャナの周囲に円周方向に配置され、
特に、4つの熱撮像カメラが、レーザスキャナを取り囲む外環であって、中心リング軸を画定する外環上に配置され、4つの熱撮像カメラが、中心リング軸の周りの回転に関して均一な角度分離を有して互いに分離される
ことを特徴とする、請求項174又は175に記載の監視装置。
【請求項177】
監視装置が、請求項1から172のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項173から176のいずれか1項に記載の監視装置。
【請求項178】
インフラストラクチャ内、特に、建物又は施設、更に特に通過する人及び/又は車両に頻繁に暴露される区域内のオブジェクトを検出するための監視装置であって、
・ 2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を行い、それに基づいてインフラストラクチャの三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、
・ 互いに異なる視線方向を有する2つの視覚撮像カメラであって、2つの視覚撮像カメラの各々が、少なくとも180度の視野を有し、2つの可視カメラが、レーザスキャナの周囲に円周方向に配置される、視覚撮像カメラと、
・ 互いに異なる視方向を有する4つの熱撮像カメラであって、4つの熱撮像カメラの各々が、少なくとも80度の視野を有し、4つの熱撮像カメラが、レーザスキャナの周囲に円周方向に配置される、熱撮像カメラと、
・ データインターフェース、特に無線及び/又は有線のデータインターフェースであって、LIDARデータ及び視覚及び熱撮像カメラの画像データを含むデータストリームを別個の受信装置に提供するように構成される、データインターフェースと
を含み、
特に、監視装置が、ハイダイナミックレンジ(HDR)カメラ、特に単一露出HDRカメラ、及び/又はマルチスペクトルカメラ、特にハイパースペクトルカメラ、及び/又は3Dカメラ構成を含む
ことを特徴とする、監視装置。
【請求項179】
2つの視覚撮像カメラが、レーザスキャナを取り囲む外環であって、中心リング軸を画定する外環上に配置され、
中心リング軸を中心とする回転に対する2つの視覚撮像カメラの角度間隔が、150度から180度である
ことを特徴とする、請求項178に記載の監視装置。
【請求項180】
4つの熱撮像カメラが、レーザスキャナを取り囲み、中心リング軸を画定する外環上に配置され、4つの熱撮像カメラが、中心リング軸の周りの回転に関して均一な角度分離を有して互いに分離されることを特徴とする、請求項178又は179に記載の監視装置。
【請求項181】
監視装置が、請求項1から177のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項178から180のいずれか1項に記載の監視装置。
【請求項182】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ 特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される、ローカリゼーションユニットと、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、
・ 貫通軸に沿ってモバイルリアリティキャプチャ装置への追加部品のピンを受け入れる凹部と、ロック機構とを有するレセプタクルであって、
ロック機構が、
その基本位置であるロック位置において、ピンのキャビティに係合するために、ロック体を貫通軸に向かって半径方向内側に押すように構成され、
接触要素を貫通軸に沿った方向に押すことによってロック体を半径方向に逃がし、ピンを解放できるようにするように構成される、レセプタクルと
を有することを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項183】
ロック機構が、少なくとも3つのロック体を含むことを特徴とする、請求項182に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項184】
ロック体が、
・ 回転体、特に球又は楕円体、
・ 台形、
・ 角錐体、
・ 角が丸い台形、又は
・ 角が丸い角錐体
のように構成されることを特徴とする、請求項182又は183のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項185】
凹部が、貫通軸の周りに形成された回転立体の形態を有し、接触要素が、貫通軸の周りの円周上に配置されることを特徴とする、請求項182から184のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項186】
ロック機構が、貫通軸に沿って軸方向に移動可能に構成された摺動要素を備え、
・ ロック体が貫通軸に向かって半径方向内側に押されるように、摺動要素を貫通軸に平行なロック方向に押す又は引くことにより、ロック体の半径方向移動範囲が最小化され、
・ ロック機構が、接触子を貫通軸に沿った方向に押すと、摺動子が係止方向とは反対の解除方向に移動し、変位による隙間を解放されて、ロック体を放射状に逃がすことができる
ことを特徴とする、請求項182から185のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項187】
摺動子の当接面と接触子の当接面との間で押されるように、摺動子が、係止位置においてロック体と当接する当接面を有し、
ロック機構は、接触要素を貫通軸に沿った方向に押すと、ロック体が半径方向に逃げることができるまで、ロック体と接触要素を同じ方向に押されるように構成される
ことを特徴とする、請求項186に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項188】
ロック機構が、基本位置、すなわちロック位置における摺動要素の位置を維持するために、プレストレス要素、特にプレストレスばねを含むことを特徴とする、請求項186又は187に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項189】
請求項1から181のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項182から188のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項190】
追加コンポーネントを、請求項182から189のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置に接続するためのコネクタであって、
・ レセプタクルに挿入されるように構成されたピンであって、ピンが、ピン軸の周りに円周方向に連続したキャビティを有し、ピン軸が、ロック位置における貫通軸と平行又は同軸であるように予見され、キャビティが、ロック機構のロック体を受け入れるように具体的に予見される、ピンと、
・ 係止位置において、貫通軸に沿った方向、すなわちピン軸に沿った方向に接触要素を押すように構成された解放機構と
を有することを特徴とする、コネクタ。
【請求項191】
解除機構が、貫通軸に沿って接触要素を押すためのプッシュ要素を有し、
プッシュ要素が、ピン軸に沿ってピンに対して軸方向に移動可能に構成され、
ピンに対するプッシュ要素の軸方向の移動範囲が、接触要素の十分な変位を生じさせて、ロック体をキャビティから半径方向に逃がすことを可能にする
ことを特徴とする、請求項190に記載のコネクタ。
【請求項192】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ 特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、ローカリゼーションデータを生成し、それに基づいて、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するように構成される、ローカリゼーションユニットと、
・ 少なくとも、光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナ、及び特にカメラを含むプロービングユニットであって、プロービングユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、環境のデジタルモデルを決定するためのプロービングデータを生成するように構成される、プロービングユニットと
を有し、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動パラメータの関数として、プロービングデータを生成するためのデータ取得モードを設定するように構成されることを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項193】
データ取得モードの設定が、プロービングデータを生成するためのデータ取得レートの変更及び/又はプロービングデータによって表される空間解像度設定の変更を含むように構成されることを特徴とする、請求項192に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項194】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、軌跡に沿ってモバイルリアリティキャプチャ装置の速度を増加させながら、プロービングデータを生成するためのデータ取得レートを増加させるように構成されることを特徴とする、請求項192又は193のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項195】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、データ取得モードを軌跡の変化の関数として、すなわち軌跡の勾配の関数として設定するように構成されることを特徴とする、請求項192から194のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項196】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、軌跡に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の速度閾値の関数としてデータ取得モードを設定するように構成され、
特に、モバイルリアリティキャプチャ装置が、最大化されたデータ量を犠牲にして最大のデータ品質を提供するための静止取得モードを有し、
モバイルリアリティキャプチャ装置の速度が速度閾値を下回ったときに、静止取得モードが自動的に起動される
ことを特徴とする、請求項192から195のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項197】
レーザスキャナが、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中にレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいてLIDARデータを生成するように構成され、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ レーザスキャナの点繰返し率、
・ 走査移動の移動パラメータ、特に1つ及び/又は2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの回転速度
の少なくとも1つを選択及び/又は適応的に制御することによってデータ取得モードを設定するように構成されることを特徴とする、請求項192から196のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項198】
プロービングユニットが、カメラを含み、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ カメラのシャッタスピード、
・ カメラの露光時間、
・ カメラの露光速度、
の少なくとも1つを選択及び/又は適応的に制御することによって、データ取得モードを設定するように構成されることを特徴とする、請求項192から197のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項199】
請求項1から191のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項192から198のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項200】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ 特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、ローカリゼーションデータを生成し、それに基づいて、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するように構成される、ローカリゼーションユニットと、
・ 少なくとも、光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナ、及び特にカメラを含むプロービングユニットであって、プロービングユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、環境のデジタルモデルを決定するためのプロービングデータを生成するように構成される、プロービングユニットと、
・ 無線信号の信号強度を測定するように構成された無線信号モジュール、特に無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)モジュールと
を有し、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡に沿って利用可能な無線信号の信号強度を決定し、
・ 無線信号の一連の決定された信号強度を含むデータセットを提供し、各信号強度が、軌跡に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の位置に関連付けられる
ように構成される
ことを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項201】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、データセットを解析し、それに基づいて環境の信号受信マップを生成し、環境を異なる無線信号受信領域に分類することを証明するように構成され、
信号強度値、特に平均値又は中央値が、受信領域の各々に関連付けられる
ことを特徴とする、請求項200に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項202】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、三角測量アルゴリズムによってデータセットを分析し、それに基づいて環境内の無線信号送信機の位置を含むマップを生成するように構成されることを特徴とする、請求項200又は201に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項203】
請求項1から199のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項200から202のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項204】
プログラムコードを含むコンピュータプログラム製品であって、機械可読媒体上に格納されるか、又はプログラムコードセグメントを含む電磁波によって実施され、
特に、請求項1から203のいずれか1項のモバイルリアリティキャプチャ装置のコンパニオン装置上で工程を実行するためのコンピュータ実行可能命令を有する、コンピュータプログラム製品であり、
工程が、少なくとも、
・データベースからの入力データを読み取ることであって、データベースが、
モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータ、
モバイルリアリティキャプチャ装置のレーザスキャナの光検出及び測距(LIDAR)データであって、LIDARデータが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡に沿った移動中に生成され、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動に基づいている、モバイルリアリティキャプチャ装置のレーザスキャナの光検出及び測距データ、及び
モバイルリアリティキャプチャ装置の側面上に配置されるカメラユニットの画像データであって、側面が、モバイルリアリティキャプチャ装置の立設軸を画定し、すなわち、側面が、立設軸の周りに円周方向に配置され、画像データが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡に沿った移動中に生成され、特に、カメラユニットが、立設軸の周りに少なくとも120度、特に少なくとも180度、更に特には360度の視野をカバーする画像データを提供する、カメラユニットの画像データ
を含む、データベースからの入力データを読み取ることと、
・ パノラマ画像データを生成することであって、軌跡に沿って連続的にパノラマ画像が存在するようにパノラマ画像を証明し、パノラマ画像が、画像であり、
カメラユニットの視方向の異なる個々の画像をつなぎ合わせて、個々の画像よりも広い視野を有する画像を形成し、
特に、パノラマ画像が、立設軸の周りに360度の視野を提供する画像である、パノラマ画像データを生成することと、
・ パノラマ画像データの変更可能な表示を提供することであって、軌跡に沿った移動が可能であり、移動中にパノラマ画像が連続的に変化する、パノラマ画像データの変更可能な表示を提供することと
の工程であることを特徴とする、コンピュータプログラム製品。
【請求項205】
コンピュータプログラム製品が、請求項1から203のいずれか1項の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項204に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項206】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ 特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される、ローカリゼーションユニットと、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の側面に配置されるカメラユニットであって、
側面がモバイルリアリティキャプチャ装置の立設軸を規定し、
側面が立設軸の回りに円周方向に配置され、
カメラユニットが、立設軸の回りに180度を超える視野、特に360度をカバーする画像データを提供するように構成される、カメラユニットと
を有することを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項207】
カメラユニットが、側面に円周方向に配置された複数のカメラを含み、モバイルリアリティキャプチャ装置が、画像データからパノラマ画像を生成するように構成され、すなわち、複数のカメラの個々の画像をつなぎ合わせて、個々の画像よりも広い視野を有する画像を形成することを特徴とする、請求項206に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項208】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ IMUデータ(IMU-SLAM)、
・ 視覚的同時ローカリゼーション及びマッピングのためのカメラユニットの画像データ(VSLAM)、及び
・ LIDARに基づく同時ローカリゼーション及びマッピング(LIDAR based simultaneous localization and mapping、LIDAR-SLAM)のためのLIDARデータ
の少なくとも1つを含むことにより、環境の三次元マップを生成するために、同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)が可能なように構成されることを特徴とする、請求項206又は207に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項209】
LIDARデータとカメラユニットの画像データとに基づいて、カラー化された三次元点群を生成するように構成されることを特徴とする、請求項206から208のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項210】
環境の三次元ベクターファイルモデル、特にメッシュを生成するように構成されることを特徴とする、請求項206から209のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項211】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ 2つの回転軸の少なくとも1つに対して少なくとも2つの異なる回転速度を適応的に設定することによる、及び/又は少なくとも2つの異なるポイント取得レートを適応的に設定することによる、LIDARデータの生成、
・ パノラマ画像に用いる画像データの生成、特に、カメラユニットのカメラによって提供される画像データの生成、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するために使用される画像データの生成、及び
・ 三次元点群をカラー化するために用いられる画像データ、特にカメラユニットのカメラによって提供される画像データの生成
の少なくとも1つを適応的に設定するように構成されることを特徴とする、請求項206から210のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項212】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、アクセサリ装置をモバイルリアリティキャプチャ装置に取り付けるためのアタッチメントユニットを含み、
アタッチメントユニットが、
・ レセプタクルを備えた固定ユニットであって、レセプタクルに対応するものを受容し、レセプタクルに対応するものを固定するように構成され、特に、レセプタクルに対する対応するものの向きを、特に所定の向きに維持するように構成される、固定ユニットと、
・ アクセサリ装置とモバイルリアリティキャプチャ装置との間の1つ又は双方向のデータ転送を提供するように設定されたワイヤレスデータバスと、
を有することを特徴とする、請求項206から211のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項213】
固定ユニットが、
・ 磁石、
・ 面ファスナーの一部、
・ プラグイン接続のメス又はオスの部分、及び
・ 留め金
の少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項212にに記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項214】
アタッチメントユニットが、固定ユニットによって固定されたアクセサリ装置に、及び/又は固定されたアクセサリ装置からモバイルリアリティキャプチャ装置に、モバイルリアリティキャプチャ装置から電源を供給するように構成された誘導性電力交換ユニットを有することを特徴とする、請求項212又は213のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項215】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、センシングユニットを含み、
センシングユニットが、
・ 無線データバスによる無線データ転送のために、到達可能な範囲内にあるアクセサリ装置を検出し、到達可能な範囲内にあるアクセサリ装置を検出したときにデータ転送を開始するために、無線データバスを起動するように構成され、及び/又は、
・ アクセサリ装置が固定ユニットによって固定されていることを検出し、固定されるアクセサリ装置が検出されると、誘導性電力交換ユニットを起動して電力交換を開始するように構成されることを特徴とする、請求項212から214のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項216】
請求項1から205のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項206から215のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項217】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ 光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、特にカメラとを少なくとも含むプロービングユニットであって、プロービングユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、環境の三次元モデルを決定するためのプロービングデータを生成するように構成される、プロービングユニットと、
・ 特に慣性測定ユニット(IMU)を含む、同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)ユニットであって、SLAMユニットが、プロービングデータにアクセスするように構成され、それに基づいて、環境の三次元マップ及び三次元マップ内のモバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を生成するように構成される、同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)ユニットと、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の現在位置から、環境の領域に向けて、案内を提供するように構成される案内ユニットと
を有し、
モバイルリアリティキャプチャ装置が、
・ 三次元地図と環境の既知モデルとの比較に基づいて案内データを生成し、モバイルリアリティキャプチャ装置の現在位置から目標位置への案内を提供する案内データを生成するように構成され、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の現在位置から目標位置への案内を行う案内ユニットを起動するように構成される
ことを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項218】
環境の既知モデルが、モバイルリアリティキャプチャ装置によって実行された以前の測定キャンペーンのプロービングデータに基づくことを特徴とする、請求項217に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項219】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、特に、グローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)に基づく、及び/又は無線測位に基づく、及び/又はコンパスに基づく測位ユニットを含み、案内データが、測位ユニットからの測位データに基づいて生成されることを特徴とする、請求項217又は218のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項220】
請求項1から216のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項217から219のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項221】
移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、
・ 特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される、ローカリゼーションユニットと、
・ モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、
・ ロータとステータとを含むアキシャルフラックスモータであって、回転部品を駆動するために磁気的に相互作用をするように構成され、2つの回転軸のうちの1つを中心とする走査運動を提供する、アキシャルフラックスモータと
を有することを特徴とする、モバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項222】
アキシャルフラックスモータが、
・ 2つの回転軸の一方を中心にリング状に固定配置され、2つの回転軸の一方と平行な巻線軸を有する複数のコイルと、
・ コイルと軸方向に対向して配置され、隣接する磁石が交互の極性を有する複数の磁石と、
・ コイルと複数の磁石との相互作用が回転部品にトルクを与えるように複数のコイルを作動させるように構成された起動手段と、
を有することを特徴とする、請求項221に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項223】
コイルが、回路基板の片側に配置され、
特に、回路基板の他方の側に、フロー偏向要素(フローディフレクション要素)が配置されるか、又はフロー偏向要素と回路基板とが複合板の構成要素である
ことを特徴とする、請求項221又は222のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項224】
磁石がロータディスク上に配置され、ロータディスクがシャフトに回転固定され、シャフトが回転部品に回転固定されることを特徴とする、請求項221から223のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項225】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、シャフトのベアリングのベアリング予圧がコイルの選択的作動によって発生する軸方向力によって特に影響を受けるように構成されることを特徴とする、請求項224に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項226】
ロータディスクが、ユニットによって軸方向に両側を取り囲まれ、ユニットが各ケースにおいてリング状に配置された固定コイルを有し、特に、これらのユニットの1つは回路基板であり、磁石がコイルの反対側に配置されることを特徴とする、請求項224又は226のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項227】
モバイルリアリティキャプチャ装置が、2つの回転軸ロータのうちの1つの制動中にエネルギー再生のための作動モードを有するように構成されることを特徴とする、請求項221から226のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項228】
回転部品にトルクを加えるために、コイルが起動手段を介して励起され、結果として生じる回転電磁界が、磁石を備えたロータディスクに円周方向の磁力を加えるように構成されることを特徴とする、請求項221から227のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項229】
請求項1から220のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項221から228のいずれか1項に記載のモバイルリアリティキャプチャ装置。
【請求項230】
インフラストラクチャ内、特に建物又は施設内、更に特に通過する人及び/又は車両に頻繁に暴露される区域内のオブジェクトを検出するための監視装置であって、
・ インフラストラクチャの三次元の点群を生成する3Dカメラと、
・ 視覚撮像カメラ、特に互いに異なる視線方向を有する2つの視覚撮像カメラであって、2つの視覚撮像カメラの各々が少なくとも180度の視野を有し、2つの視覚撮像カメラがレーザスキャナの周囲に円周方向に配置される、視覚撮像カメラと、
・ 熱撮像カメラ、特に互いに異なる視線方向を有する4つの熱撮像カメラであって、各熱撮像カメラが、少なくとも80度の視野を有し、各熱撮像カメラが、レーザスキャナの周囲に円周方向に配置される、熱撮像カメラと、
・ データインターフェース、特に無線及び/又は有線のデータインターフェースであって、3Dカメラからのデータと、視覚及び熱撮像カメラの画像データとを含むデータストリームを別個の受信装置に提供するように構成さるデータインターフェースと、
を含み、
特に、監視装置が、ハイダイナミックレンジ(HDR)カメラ、特に単一露出HDRカメラ、及び/又はマルチスペクトルカメラ、特にハイパースペクトルカメラを含む、
ことを特徴とする、監視装置。
【請求項231】
3Dカメラが、
・ ステレオ画像化構成、
・ 構造化された光センサ、及び
・ タイムオブフライトカメラ
のうちの1つとして実施されることを特徴とする、請求項230に記載の監視装置。
【請求項232】
監視装置が、請求項1から229のいずれか1項に記載の教示を含むように構成されることを特徴とする、請求項230又は231に記載の監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、環境のデジタル三次元表現を生成するための、特にインフラストラクチャ内のオブジェクトを調査及び/又は検出するためのリアリティキャプチャ装置に関する。
【0002】
一例を挙げると、建築家や職人にとって、建築物やその周辺の地形を調査することは、例えば次の作業工程を効率的に計画するために、部屋の実際の状態や工事現場の進行状況をそれぞれ迅速に評価するために興味深い。実際の状態のデジタル可視化、例えば点群又はベクターファイルモデルの形態、又は拡張現実機能の手段によって、更なるステップ又は拡張オプションのための異なるオプションを調べ、任意に従業員又は顧客に容易にアクセス可能な方法で提示することができる。
【0003】
別の例として、三次元監視システムを使用して、鉄道駅、空港、都市公園、又はその他の混雑した公共の場所などの都市内の神経痛ポイントを監視したり、工業プラント、建設現場、又は複合施設などの制限された又は危険な領域を保護したりする。
【0004】
更に、倉庫や駐車場の管理など、施設の運用を支援することができる。
【0005】
環境は、例えばパルス電磁放射を用いてレーザ測定ビームを放射するレーザスキャナによって光学的に走査して測定することができ、環境の後方散乱表面点からエコーが受信され、表面点までの距離が導出され、関連するレーザ測定ビームの角放出方向に関連付けられる。これにより、三次元の点群が生成される。例えば、距離測定は、飛行時間、形状、及び/又はパルスの位相に基づくことができる。
【0006】
追加情報のために、レーザスキャナデータをカメラデータと組み合わせることができ、特に、例えばRGBカメラ又は赤外線カメラによって、高解像度のスペクトル情報を提供する。
【0007】
典型的には、レーザスキャナを調査するのに使用される距離測定モジュールは、強度変動を検出することができるが、色感度を有しないので、3Dモデル、特にレーザスキャナによって純粋に生成されたポイントクラウド又はベクターファイルモデルは、グレースケールでしか表示できない。その結果、色効果がなく、色に対応した奥行き効果がないため、多くの詳細が人間の観察者には隠されたままになっている。このため、レーザスキャナの3D点群「灰色の」をカメラの色データで参照して「カラー化された」3D点群を生成することが多く、人間の目には表示が非常に容易になる。
【0008】
レーザスキャナデータ、カメラデータ、グローバルナビゲーション衛星システムからのような測位データなどの異なるデータ型の参照と融合は、現在ますます標準化されている。
【0009】
具体的には、リアリティキャプチャ装置は、移動可能であり、例えば、位置及び/又は姿勢データのような装置の少なくとも軌跡データがプロービングデータ、例えばレーザスキャナデータ及び/又はカメラデータと共に提供され、リアリティキャプチャ装置の異なる位置のプロービングデータが共通座標系に結合され得るように、サーベイデータ及び参照データを同時に提供するように構成され得る。多くの場合、リアリティキャプチャ装置は、例えば同時ローカリゼーション及びマッピング(simultaneous localization and mapping、SLAM)機能により、新しい環境の3Dマップを自律的に作成するように構成されている。
【0010】
次いで、三次元モデルデータは、例えばCADモデルからの仮想オブジェクトデータによって提供される形状情報を使用することによって、プロービングデータによってキャプチャされた意味的及び/又は幾何学的な特徴を自動的に認識するための特徴認識アルゴリズムによって分析され得る。このような特徴認識、特に幾何学的プリミティブを認識するための特徴認識は、今日、3Dデータを解析するために広く使用されている。
【0011】
従来技術の監視システムでは、レーザ距離測定装置及び/又は光バリアは、侵入及び/又は移動検出を提供し、移動物体は、インフラストラクチャ内の観測面を横切るときに検出される。しかしながら、撮像するカメラと比較すると、レーザスキャナ及び/又は光障壁による空間的範囲はしばしば限定されており、例えば、異なる観測面が入り口、例えばドアや窓にのみ置かれている場合や、異なる観測面が少なくとも数メートル離れている場合がある。
【0012】
従来技術の監視装置の特定の問題は、環境光の変化のような環境条件の変化の取り扱い、及び/又は環境の修正への適応に関連し、許容される物体の配置は、監視されるべきインフラストラクチャ内の許容されない物体の配置と区別されなければならない。
【0013】
監視の特定の任務は、監視区域内に残された物、例えば爆発物又は他の有害物質を収納しているパッケージの検出に関するものである。しかしながら、従来技術の測量システムでは、自動物体識別と追跡は、混雑した領域、すなわち、多くの異なる種類の物体が存在する領域の場合には故障することが多く、これらの物体はすべて異なる方向に移動することができ、頻繁な横断や視線遮断が発生する。例えば、そのような状況は鉄道や地下鉄の駅に存在する。
【0014】
本発明の目的は、よりコンパクトで、より使いやすく、したがって、より高速で、より信頼性の高い様々な種類の環境のキャプチャを可能にする、デバイスによる改善されたリアリティキャプチャを提供することである。
【0015】
この目的は、独立クレームの特徴の少なくとも一部を実現することによって達成される。代替的又は有利な態様で本発明を更に発展させる特徴は、独立クレーム及び従属クレームの他の特徴のいくつかに見られる。
【0016】
本発明の一態様は、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって搬送及び移動され、環境のデジタル表現を生成するための測定プロセス中に移動されるように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関する。
【0017】
モバイルリアリティキャプチャ装置は、ローカリゼーションユニット、特に慣性測定ユニット(inertial measurement unit、IMU)を有し、ローカリゼーションユニットは、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される。
【0018】
更に、リアリティキャプチャ装置は、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(light detection and ranging、LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナを有する。
【0019】
更に、モバイルリアリティキャプチャ装置は、レーザスキャナを支持するベースと、カバー及びベースがレーザスキャナのすべての可動部分を包み込むようにベース上に取り付けられ、外側からは可動部分に接触することがないようにするカバー、特に可視光に対して不透明なカバーとを有する。
【0020】
一実施形態では、ローカリゼーションユニットは、モバイルリアリティキャプチャ装置のための慣性データを生成するための慣性測定ユニット(IMU)を有し、IMUは、2つの慣性センサを含み、慣性センサのうちの1つは、測定プロセス中に回転するレーザスキャナの一部に取り付けられ、慣性センサのうちの他の1つは、測定プロセス中にベースに対して静的なレーザスキャナの一部に取り付けられる。特に、ローカリゼーションユニットは、2つの慣性センサ間の相対的な回転を記述する回転パラメータを考慮して、2つの慣性センサのデータを比較することによって、モバイルリアリティキャプチャ装置のための慣性データ内のドリフトを決定するように構成される。
【0021】
更なる実施形態では、ローカリゼーションユニットは、ローカリゼーションデータがLIDARデータの少なくとも一部に基づいているように構成され、特に、モバイルリアリティキャプチャ装置は、LIDARベースのローカリゼーション及びマッピングアルゴリズムを実行するように構成される。
【0022】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、モバイルリアリティキャプチャ装置の側面上に配置されたパノラマカメラユニットを含み、この側面は、モバイルリアリティキャプチャ装置の立設軸を規定し、すなわち、この側面は、モバイルリアリティキャプチャ装置の周囲に、立設軸の周りに配置される。パノラマカメラユニットは、立設軸の周りの少なくとも120度、特に少なくとも180度、更に特に360度の視野をカバーする画像データを提供するように構成される。
【0023】
特に、パノラマカメラユニットは、側面に円周方向に配置された複数のカメラを備え、モバイルリアリティキャプチャ装置は、画像データからパノラマ画像を生成するように構成され、すなわち、複数のカメラの個々の画像は、個々の画像より広い視野を有する画像を形成するようにつなぎ合わされる。
【0024】
別の実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、ローカリゼーションユニットによって使用されるためのローカリゼーションカメラを含み、特に、ローカリゼーションカメラがパノラマカメラユニットの一部である。ローカリゼーションユニットは、ローカリゼーションデータが、ローカリゼーションカメラによって生成された画像データに基づくように構成され、特に、モバイルリアリティキャプチャ装置は、視覚ローカリゼーションユニット及びマッピングアルゴリズムを実行するように構成される。
【0025】
特に、モバイルリアリティキャプチャ装置は、ローカリゼーションユニットによって使用されるための複数のローカリゼーションカメラを含み、特に、複数のローカリゼーションカメラは、ローカリゼーションユニットの公称最小動作範囲に対して、複数のローカリゼーションカメラの各々が、複数のローカリゼーションカメラのうちの少なくとも別の1つと視野が重複するように構成され、配置される。
【0026】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、特にパノラマカメラユニットの一部として、カラー画像を撮像するように構成されたカラーカメラを備え、特にモバイルリアリティキャプチャ装置は、LIDARデータ及びカラー画像に基づいて、カラー化された三次元点群を生成するための点群データを提供するように構成される。
【0027】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、特にパノラマカメラユニットの一部として、ハイダイナミックレンジ(high dynamic range、HDR)カメラ、特に単一露出HDRカメラを含む。
【0028】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、特にパノラマカメラユニットの一部として、マルチスペクトルカメラ、特にハイパースペクトルカメラを含む。
【0029】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、グローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)トランシーバを含む。
【0030】
別の実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、地理的基本方向、例えばコンパスに対する方向を提供する方向決定ユニットを含む。
【0031】
更なる実施形態では、レーザスキャナは、LIDARデータを生成するために、2つの回転軸が0.1Hzよりも速く、特に1Hzよりも速く回転するように構成され、ここで、LIDARデータは、少なくとも300000ポイント/秒、特に500000ポイント/秒のポイント取得レートで生成される。
【0032】
特に、レーザスキャナは、2つの回転軸のうちの少なくとも1つに対して少なくとも2つの異なる回転速度を適応的に設定することによって、及び/又は少なくとも2つの異なるポイント取得レートを適応的に設定することによって、LIDARデータを生成するように構成されることができる。
【0033】
別の実施形態では、カバーは、レーザスキャナの周囲の単位球の半分よりも大きいレーザスキャナの視野を提供する。例えば、カバーは、円筒シェル内でベースの方向に合流する半球状のヘッド部を有し、特に、レーザスキャナは、LIDARデータが、半球状のヘッド部を通過するレーザ測定ビームの向きと、円筒シェルを通過するレーザ測定ビームの向きとに基づいて生成されるように構成される。
【0034】
別の実施形態では、カバーは、プラスチックを含む材料で作られ、カバーは、外側及び内側に原子層堆積(atomic layer deposition、ALD)コーティングを有し、特に、外側及び/又は内側のALDコーティングは、硬質コーティングによって覆われる。
【0035】
別の実施形態では、カバーは、内側及び/又は外側に反射防止(AR)コーティングを有し、特にカバーは、内側及び/又は外側にARコーティングのない領域を有する。例えば、ARコーティングは、限定された高さ範囲をカバーする、特に内側の円周バンド上に適用され得る。
【0036】
別の実施形態では、カバーは半球状のヘッド部を有し、半球状のヘッド部は、外側及び内側の両方に平面の表面を有する平面領域を含み、特に平面領域は天頂に配置される。
【0037】
更なる実施形態では、平面領域は、追加のセンサ、特にグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)トランシーバを取り付けるために特に予見され、又は、平面領域は、レーザスキャナによる天頂LIDAR測定を提供するために特に予見される。
【0038】
更なる実施形態では、ローカリゼーションユニットは、6つの自由度、すなわち、モバイルリアリティキャプチャ装置の位置及び向きを含む軌跡を決定するように構成される。具体的には、モバイルリアリティキャプチャ装置は、IMUのデータと、視覚的同時ローカリゼーションユニット及びマッピングのためのカメラユニットの画像データ(VSLAM)と、LIDARベース同時ローカリゼーションユニット及びマッピング(LIDAR-SLAM)のためのLIDARデータとの少なくとも1つを含む三次元マップを生成する同時ローカリゼーションユニット及びマッピング(SLAM)のために構成される。
【0039】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置のレーザスキャナは、ベースに取り付けられてベースに対して回転可能な支持体と、出射レーザ測定ビームを偏向し、レーザ測定ビームの一部を戻すための回転体とを備え、回転体は、支持体上に取り付けられ、支持体に対して回転可能である。このセットアップでは、LIDARデータの生成は、ベースに対する支持体の連続的な回転と、支持体に対する回転体の連続的な回転と、連続的に回転する回転体を介したレーザ測定ビームの放射と、回転体を介して戻ってくるレーザ測定ビームの一部の検出とを含む。
【0040】
特に、レーザスキャナは、支持体に対する回転体の連続回転が、ベースに対する支持体の連続回転よりも速いように構成される。例えば、支持体の連続回転は少なくとも1Hzであり、回転体の連続回転は少なくとも50Hzであり、特に、回転体の回転及び支持体の回転のうちの少なくとも一つに対して、2つの異なる回転速度が設定可能である。
【0041】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別個に、又は組み合わせて、移動式キャリアによって搬送及び移動され、環境のデジタル表現を生成するための測定プロセス中に移動されるように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関する。モバイルリアリティキャプチャ装置は、ローカリゼーションユニット、特に慣性測定ユニット(IMU)を有し、ローカリゼーションユニットは、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される。更に、装置はレーザスキャナを有し、レーザスキャナは、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成される。
【0042】
この態様によれば、レーザスキャナは、レーザ測定ビームの戻り部分を反射するための偏向要素を備え、この偏向要素は、2つの回転軸のうちの1つを中心に回転するように構成され、レーザ測定ビームの戻り部分のための集光光学系として機能する反射曲面、例えば放物面を有する。
【0043】
一実施形態では、偏向要素は、出射レーザ測定ビームを偏向し、レーザ測定ビームの一部を戻すように構成され、レーザスキャナは、ベースと、ベース上に取り付けられ、ベースに対して回転可能な支持体とを備え、偏向要素は、支持体上に取り付けられ、支持体に対して回転可能である。ここで、LIDARデータの生成は、ベースに対する支持体の連続的な回転と、支持体に対する偏向要素の連続的な回転と、連続的に回転する偏向要素を介したレーザ測定ビームの放射と、偏向要素を介して戻るレーザ測定ビームの部分の検出とを含む。
【0044】
別の実施形態では、レーザスキャナは、偏向要素とレーザスキャナの受信器との間の受信経路にビーム形成光学系を有していない。
【0045】
別の実施形態では、偏向要素とレーザスキャナの受信器との間の受信経路は、特に支持体に配置された折り畳みミラーを備え、この折り畳みミラーは、受信経路の光軸の受信器への位置合わせを調整するために移動可能である。
【0046】
別の実施形態では、レーザスキャナは、特に支持体に配置された受信機基板を有し、受信機基板は受信機の感光性検出面を含み、受信機基板は、受信経路の光軸に対して横方向の2つの直交方向における検出面の位置合わせを調整するために移動可能である。
【0047】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別個に、又は組み合わせて、移動式キャリアによって搬送及び移動され、環境のデジタル表現を生成するための測定プロセス中に移動されるように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関する。装置は、ローカリゼーションユニットを有し、特に慣性測定ユニット(IMU)を含み、ローカリゼーションユニットは、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される。更に、装置はレーザスキャナを備え、レーザスキャナは、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成される。
【0048】
レーザスキャナは、出射レーザ測定ビーム及びレーザ測定ビームの戻り部分の可変偏向のために2つの回転軸のうちの1つを中心として回転するように構成された回転体を更に備え、回転体は、レーザ測定ビームの戻り部分をレーザスキャナの検出器に向けて反射する反射面を有する。
【0049】
本発明によれば、回転体は、反射面内に配置され、回転体の内部からの放射を通過させるように構成された通過領域を有しているので、回転体の内部、すなわち反射面とは反対側からの出射レーザ測定ビームを、通過領域を介して環境に入射させることができる。
【0050】
一実施形態では、回転体は、回転体と共回転し、回転体の内部から来る出射レーザ測定ビームを偏向するように構成された偏向コンポーネント、特にプリズム又はミラーを含む。例えば、偏向コンポーネントは、回転体を貫通する反射プリズム、特に、多角形又は円形の円筒プリズム、更に特には、長方形の円筒プリズムによって実現される。
【0051】
別の実施形態では、回転体は、偏向コンポーネントのためのレセプタクルを有し、このレセプタクルは、出射レーザ測定ビーム及びレーザ測定ビームの戻り部分の可変偏向を行うために、回転体の回転軸に沿って、すなわち、回転体が回転すると予測される2つの回転軸のうちの1つに沿って形成される。レセプタクルは、回転体の回転軸と光透過軸とを回転体の内部で同軸に整列させるように構成され、例えば、レセプタクルは、回転体の回転軸と同軸であるミラー軸を有する。
【0052】
別の実施形態では、レセプタクルは、第1及び第2の接触面を有し、第1及び第2の接触面の間に凹部が形成され、第1及び第2の接触面は、回転体の回転軸に沿って延びる第1の安定化平面内にある。更に、レセプタクルは、第3の接触面を有し、第3の接触面は、回転体の回転軸に沿って延びる第2の安定化平面内にある。第1及び第2の安定化平面は、特に直角に交差し、第1及び第3の接触面は互いに隣接して角部を形成する。
【0053】
別の実施形態では、偏向コンポーネントは、第1及び第2の側面、特に互いに隣接する平面の側面を有し、偏向コンポーネントは、ファセットを有する。偏向コンポーネントは、更に、第1の側面がレセプタクルの第1及び第2の接触面と接触し、第2の側面がレセプタクルの第3の接触面と接触するように、レセプタクルに入れることができ、ファセットが角部を開放するように構成される。組み込まれている場合、偏向コンポーネントに力が加わり、第1、第2、及び第3の接触面の力が等しくなる。
【0054】
別の実施形態では、レセプタクルは、受けたプリズムを回転させて固定するために、円形の押圧領域と、特に2つのネジ穴を備えた対向機構とを備えた円形シリンダプリズムを受け入れるように構成される。
【0055】
別の実施形態では、レーザスキャナはベースと支持体とを備え、支持体はベースに取り付けられ、ベースに対して回転可能であり、回転体は支持体に取り付けられ、支持体に対して回転可能であり、LIDARデータの生成は、ベースに対する支持体の連続的な回転と、支持体に対する回転体の連続的な回転と、回転体の通過領域を介したレーザ測定ビームの放射と、回転体の反射面を介して戻ってくるレーザ測定ビームの部分の検出とを含む。
【0056】
特に、出射レーザ測定ビーム及びレーザ測定ビームの戻り部分の可変偏向のために、回転体の回転軸に沿って、すなわち、回転体が、その周りを回転することが予想される2つの回転軸のうちの1つに沿って、支持体は、2つの対向する支持要素を有する。回転体は、2つの支持要素のうちの第1の支持要素が反射面に対向する側に配置され、2つの支持要素のうちの第2の支持要素が反射面から離れた側に配置されるように支持体内に配置される。更に、第1の支持要素は、回転体の回転軸の周りに具体化されたエントリ(entry)を有し、エントリが、特に、光学窓又はビーム形成光学系を備える。回転体は、第2の支持要素上に搭載され、回転体の内部から入射して通過領域を通過する出射レーザ測定ビームが、回転体の回転軸から離れる方向、特に回転体の回転軸と直交する方向に偏向され、出射レーザ測定ビームの指向方向に沿って戻るレーザ測定ビームの放射が、反射面によって第1の支持要素のエントリの方向に偏向されるように構成される。
【0057】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別個に、又は組み合わせて、移動式キャリアによって搬送されて移動されるように構成され、環境のデジタル表現を生成するための測定プロセス中に移動されるように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関する。装置は、ローカリゼーションユニットを有し、特に慣性測定ユニット(IMU)を含み、ローカリゼーションユニットは、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される。
【0058】
更に、モバイルリアリティキャプチャ装置は、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、レーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、モバイルリアリティキャプチャ装置に対して少なくとも2つの異なる撮像方向に沿って画像データをキャプチャするように構成されたカメラユニットとを有する。
【0059】
本発明のこの態様によれば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、複数の光インジケータを有し、モバイルリアリティキャプチャ装置は、ローカリゼーションデータ、LIDARデータ、及び画像データのうちの少なくとも1つに基づいてプロービングデータを決定するように構成される。光インジケータの各々は、モバイルリアリティキャプチャ装置に対して固定されたスキャンセクションに割り当てられ、光インジケータの各々は、特に実質的にリアルタイムで、割り当てられたスキャンセクションに関するプロービングデータの品質パラメータの表示を提供する。
【0060】
一実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、各スキャンセクションの品質パラメータとして、割り当てられたプロービングデータによって提供される空間解像度パラメータ、特にLIDAR点密度又はLIDAR点分布を決定するように構成される。
【0061】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、プロービングデータ上で特徴認識アルゴリズムを実行し、それに基づいて、プロービングデータ内の意味的及び/又は幾何学的な特徴を認識するように構成され、ここで、品質パラメータ上の指示は、意味的及び/又は幾何学的な認識された特徴に基づいている。
【0062】
更なる実施形態では、側面上の各光インジケータの配置が、割り当てられたスキャンセクションに対応するように、複数の光インジケータは、モバイルリアリティキャプチャ装置の側面の周りに配置される。
【0063】
例えば、複数の光インジケータは、単一のランプ、特にLED、又は複数の個別に制御可能なセグメントを有する導光リングによって実現される。
【0064】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、品質パラメータの表示が、品質パラメータが定義された品質基準、特に閾値を満たすこと、及び/又は品質パラメータが定義された品質基準を満たさないことの表示を少なくとも含むように構成される。
【0065】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、品質パラメータの表示が、カラーコーディング及び/又は点滅コーディングによって提供され、特に、一連の明確に分離された単一パルス及び/又は強度脈動、すなわち連続的なフェージング及び強化パルス信号を含むように構成される。
【0066】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、視覚的ローカリゼーションアルゴリズムを実行するように構成され、そのために、画像データを生成するように構成されたローカリゼーションカメラを含む。更に、複数の光インジケータの活性化は、特に、複数の光インジケータが、ローカリゼーションカメラのシャッタが閉じられているときにのみ活性化されるように、ローカリゼーションカメラの画像キャプチャ速度に調整されるように、モバイルリアリティキャプチャ装置が構成される。
【0067】
更なる実施形態では、複数の光インジケータが、特に一連の明確に分離された単一パルス及び/又は強度脈動、すなわち連続的なフェージング及び強化パルス信号を含む、カラーコーディング及び/又は点滅コーディングを更に提供するように、モバイルリアリティキャプチャ装置が構成される。
【0068】
例えば、色及び/又は点滅のコーディングは、モバイルリアリティキャプチャ装置の次の動作条件のうち少なくとも1つを示す:デバイス準備完了、進行中のローカリゼーション初期化、ローカライズの初期化が完了、ローカライズの再初期化が必要であること、装置の動きが速すぎる及び/又は遅すぎること、カメラユニットで撮影した画像、バッテリ残量が少ないこと、並びにコンパニオン装置への接続が失われたこと。
【0069】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別個に、又は組み合わせて、移動式キャリアによって搬送及び移動され、環境のデジタル表現を生成するための測定プロセス中に移動されるように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関する。装置は、ローカリゼーションユニットを有し、特に慣性測定ユニット(IMU)を含み、ローカリゼーションユニットは、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される。更に、この装置は、光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、特にカメラとを少なくとも含むプロービングユニットを有し、プロービングユニットは、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、環境のデジタルモデルを決定するためのプロービングデータを生成するように構成される。
【0070】
更に、モバイルリアリティキャプチャ装置は、モバイルリアリティキャプチャ装置の現在位置から環境の領域に向けてガイダンスを提供するように構成された案内ユニットを有し、モバイルリアリティキャプチャ装置は、ローカリゼーションデータ及びLIDARデータの少なくとも1つに基づいてプロービングデータを決定するように構成される。
【0071】
本発明のこの態様によれば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、プロービングデータの分析及び/又は環境のモデルデータとの比較に基づいて、追加のプロービングデータが必要とされる環境の領域の位置を提供する案内データを生成するように構成される。次に、装置は、モバイルリアリティキャプチャ装置の現在の位置から、追加のプロービングデータが必要とされる環境の領域への案内を提供する案内ユニットを起動するように構成される。
【0072】
一実施形態では、不十分なデータ品質を有する領域を決定するために定義された品質基準に関してプロービングデータを分析することによって、追加のプロービングデータが必要とされる環境の領域が決定される。
【0073】
更なる実施形態では、品質基準は、空間解像度パラメータ、特にLIDAR点密度又はLIDAR点分布、及び/又はLIDARデータの強度閾値パラメータに基づく。
【0074】
更なる実施形態では、モデルデータは、事前に取得されたプロービングデータ及び/又は事前に定義された環境モデル、特に、環境が建物である場合のビルディング情報モデル(BIM)に基づく。例えば、モデルデータとの比較は、少なくともプロービングデータが欠落している領域を示す。
【0075】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、プロービングデータ上で特徴認識アルゴリズムを実行し、それに基づいて、プロービングデータ内の意味的及び/又は幾何学的な特徴を認識し、意味的及び/又は幾何学的な認識された特徴に基づいて案内データを生成するように構成される。
【0076】
更なる実施形態では、プロービングユニットは、プロービングデータの一部として画像データを含むように構成され、ここで、品質基準は、欠落した画像データ、不十分な解像度の画像データ、不十分な画像鮮明度の画像データ、汚れた画像の画像データ、不十分な強度の画像データ、及び強度が高すぎる画像データ、特に飽和した画像のうちの少なくとも1つを有する領域の識別を提供する。
【0077】
更なる実施形態では、案内ユニットは、モバイルリアリティキャプチャ装置の向きに関してオペレータを案内するための音響案内信号を提供するように構成される。
【0078】
更なる実施形態では、案内ユニットは、モバイルリアリティキャプチャ装置の向きに関してオペレータを案内するための視覚案内信号を提供するように構成された複数の光インジケータを含む。例えば、側面上の各光インジケータの配置が、示されるべき移動方向に対応するように、複数の光インジケータが、モバイルリアリティキャプチャ装置の側面上に円周方向に配置される。
【0079】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、例えば、所望の回転速度、回転角度の量の表示、プロービングデータが不十分な環境の領域への残留距離の表示、及びモバイルリアリティキャプチャ装置を移動させるための所望の速度のうちの少なくとも1つを提供するために、視覚コーディング及び/又は音響コーディングを提供するように構成される。
【0080】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、ユーザ入力に基づいて案内データの生成を初期化するように構成される。
【0081】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、例えば、プロービングデータから導出された特徴パラメータと組み合わせて、モバイルリアリティキャプチャ装置の位置及び/又は移動方向を示すローカリゼーションパラメータに基づいて、案内データの生成を自動的に初期化するように構成され、特徴パラメータは、現在の測定範囲の出口の位置、特にドアの位置を示す。
【0082】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって搬送及び移動され、環境のデジタル表現を生成するための測定プロセス中に移動されるように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関する。
【0083】
装置は、特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される、ローカリゼーションユニットと、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中にレーザ測定ビームの走査移動を行い、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、モバイルリアリティキャプチャ装置の動作状態を視覚的に示すステータスインジケータとを有する。
【0084】
本発明のこの態様によれば、ステータスインジケータは、モバイルリアリティキャプチャ装置の側面上に円周方向に配置され、側面がモバイルリアリティキャプチャ装置の立設軸を画定し、すなわち、側面は、立設軸の周りに円周方向に配置され、ステータスインジケータは、立設軸の周りのすべての視方向に対して同一に見えるように構成され、すなわち、モバイルリアリティキャプチャ装置の立設軸の周りの回転位置にかかわらず、モバイルリアリティキャプチャ装置を立設軸に垂直な平面内から見るときに、ステータスインジケータによって提供される同じ情報が可視である。
【0085】
一実施形態では、ローカリゼーションユニットは、視覚的ローカリゼーションアルゴリズムを実行するように構成され、そのためにローカリゼーションユニットは、画像データを生成するように構成されたローカリゼーションカメラを含み、モバイルリアリティキャプチャ装置が、ステータスインジケータの起動がローカリゼーションカメラの画像キャプチャ速度と調整されるように、特に、ローカリゼーションカメラのシャッタが閉じられたときにのみステータスインジケータが光を放射するように構成される。
【0086】
別の実施形態では、ステータスインジケータは、立設軸の周りに円周方向に配置された単一のランプ、特にLEDによって具体化され、特に、単一のランプは、立設軸に直交する同一平面内にある。
【0087】
別の実施形態では、ステータスインジケータは、立設軸の周りに円周方向に配置された導光リングとして実施される。
【0088】
更なる実施形態では、ステータスインジケータは、光の少なくとも1つの結合、特にいくつかの結合、更に特に6つの結合を有する光ファイバリングによって実施され、ステータスインジケータは、光ファイバリングに沿った結合位置からの距離が増加するにつれて、光ファイバリングに沿って送られる放射に対する、立設軸に対して半径方向に送られる放射の比率が増加するように構成される。
【0089】
別の実施形態では、ステータスインジケータは、カラーコーディング及び/又は点滅コーディングによってモバイルリアリティキャプチャ装置の動作状態を提供するように構成され、特に、一連の明確に分離された単一パルス及び/又は強度脈動、すなわち、連続的なフェージング及び強化パルス信号を含み、更に特に、コーディングは、立設軸の周りを走る回転コーディングによって提供される。
【0090】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別個に、又は組み合わせて、レーザ測定ビームに基づいて光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナに関し、レーザスキャナは、ベースと、ベースに取り付けられ、ベースに対して回転可能な支持体と、出射レーザ測定ビームを偏向し、レーザ測定ビームの一部を戻すための回転体とを有し、回転体は、支持体に取り付けられ、支持体に対して回転可能である。LIDARデータの生成は、ベースに対する支持体の連続回転と、支持体に対する回転体の連続回転と、回転体を介したレーザ測定ビームの出射と、回転体を介して戻ってくるレーザ測定ビームの一部の検出とを含む。
【0091】
本発明のこの態様によれば、レーザスキャナは、曲面を有する参照要素を備え、参照要素は、支持体に対する回転体の連続的な回転によって、出射レーザ測定ビームが曲面上にトラックを生成することができるように構成され、配置される。トラックに沿った異なるトラック位置では、出射レーザ測定ビームと曲面との異なる入射角が生成され、その結果、異なる割合の光が、トラック位置の関数としてレーザ測定ビームの入射方向に沿って後方に散乱される。
【0092】
一実施形態では、曲面は、外側、すなわち回転体の方向にアーチ状になっている。
【0093】
更なる実施形態では、曲面の上部は、トラックに沿って、特に表面全体にわたって、均一な反射特性を有するように構成される。あるいは、曲面の頂部は、トラックに沿って変化する反射特性を有するように構成され、特に、トラックの少なくとも一部に沿って、頂部は、高反射率から低反射率への遷移を有するように構成される。
【0094】
更なる実施形態では、参照要素は、支持体の凹部に埋め込まれ、特に凹部の側壁は、放射スワンプ(radiation swamp)として作用するように構成される。
【0095】
別の実施形態では、参照要素は、回転体に対してベースに向かう方向、すなわち底部位置に配置される。
【0096】
別の実施形態では、ベースに対する支持体の回転のためのモータが支持体内に配置され、曲面がモータのモータキャップによって形成される。
【0097】
別の実施形態では、参照要素は、回転体に対してベースから離れる方向、すなわち天頂位置に配置される。
【0098】
別の実施形態では、レーザスキャナは、更に参照要素を含み、参照要素は、支持体に対する回転体の連続的な回転に起因して、出射レーザ測定ビームが更なる参照要素の表面上にトラックを生成することができ、トラック位置の関数として、トラックに沿った異なるトラック位置で、異なる光の割合がレーザ測定ビームの入射方向に沿って後方に散乱されるように構成及び配置される。
【0099】
例えば、回転体に対して、ベースに向かう方向、すなわち底部位置に、更なる参照要素を配置したり、ベースから離れる方向、すなわち天頂位置に、更なる参照要素を配置したりする。
【0100】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって搬送及び移動され、環境のデジタル表現を生成するための測定プロセス中に移動されるように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関し、ローカリゼーションユニット、特に慣性測定ユニット(IMU)を備え、ローカリゼーションユニットは、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される。
【0101】
本発明のこの態様によれば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、上述のようなレーザスキャナを備え、レーザスキャナは、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中にLIDARデータを生成するように構成される。
【0102】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって搬送及び移動され、環境のデジタル表現を生成するための測定プロセス中に移動されるように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関する。
【0103】
ここで、装置は、ローカリゼーションカメラ、特にグローバルシャッタカメラを含むローカリゼーションユニットと、特に慣性測定ユニット(IMU)とを有し、ローカリゼーションユニットは、ローカリゼーションカメラによって生成されたローカリゼーション画像データを含むローカリゼーションアルゴリズムによって、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するように構成される。更に、リアリティキャプチャ装置は、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、ローカリゼーションカメラとしてより解像度の高い、特に、詳細カメラがカラーカメラである詳細カメラとを有する。
【0104】
本発明の一態様によれば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、ローカリゼーションカメラによってローカリゼーション画像データを連続的に生成し、詳細カメラによって詳細画像データを生成するように構成され、ローカリゼーション画像データを連続的に生成するために、詳細画像データは、ローカリゼーションカメラの取得レートに比べて低いレートで生成される。
【0105】
一実施形態では、ローカリゼーションユニットは、ローカリゼーションユニットが、3つのローカリゼーションカメラ、特にグローバルシャッタのローカリゼーションカメラを含み、詳細カメラ及び3つのローカリゼーションカメラは、リアリティキャプチャ装置の側面上に円周方向に配置され、その側面は、モバイルリアリティキャプチャ装置の立設軸を規定し、すなわち、その側面は、立設軸の周りに円周方向に配置される。更に、3つのローカリゼーションカメラのうちの2つは、立設軸に対して別々の直交平面内に位置し、特に、立設軸の周りの回転に関して異なる角度方向を有する。
【0106】
特に、3つのローカリゼーションカメラ及び詳細カメラのうちの2つは、立設軸に対して同じ直交平面内にあり、立設軸に対して別の直交平面内にある3つのローカリゼーションカメラのうちの1つは、詳細カメラと同じ角度方向を有する。したがって、モバイルリアリティキャプチャ装置は、直交平面の分離を考慮して、画像データに対して立体写真測量アルゴリズムを実行するように構成することができる。
【0107】
更なる実施形態では、ローカリゼーションユニットは、複数のローカリゼーションカメラを含み、特に、ローカリゼーションユニットの公称最小動作範囲について、複数のローカリゼーションカメラのそれぞれが、複数のローカリゼーションカメラのうちの少なくとも別の1つと視野が重なるように、複数のローカリゼーションカメラが構成及び配置される。
【0108】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、ローカリゼーション画像データ及び/又は詳細画像データからパノラマ画像を生成するように構成され、すなわち、異なる視野方向からの個々の画像は、個々の画像より広い視野を有する画像を形成するようにつなぎ合わされ、例えば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、360度パノラマ画像を生成するように構成される。
【0109】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、詳細画像及び/又はローカリゼーション画像データの生成が、ユーザコマンド、移動パラメータ、特にモバイルリアリティキャプチャ装置の停止を示すパラメータ、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡に沿った位置、及び/又は軌跡に対するモバイルリアリティキャプチャ装置の向き、及び一定の反復率のうちの少なくとも1つによってトリガされるように構成される。
【0110】
更なる実施形態では、ローカリゼーションカメラ又は複数のローカリゼーションカメラの各々の視野は、少なくとも90度×120度である。
【0111】
別の実施形態では、詳細カメラの視野は、少なくとも80度×80度である。
【0112】
更に別の実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、LIDARデータによって表される三次元点群をカラー化するためのデータを決定するように構成され、ローカリゼーション画像データの少なくとも一部は、LIDARデータによって表される三次元点群に色情報を含める目的で処理される。
【0113】
別の実施形態では、三次元点群に色情報を含めるプロセスは、カラー化に用いるローカリゼーション画像データの個々の画像の画像領域を具体的に決定して選択するように構成された選択アルゴリズムに基づいており、三次元点群内の点に一致する画像点を含むサブ画像のみが使用される。
【0114】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、第1のレートで、ローカリゼーションアルゴリズムに含まれるローカリゼーション画像データを生成し、第2のレートで、LIDARデータによって表される三次元点をカラー化するためのローカリゼーション画像データを生成するように構成され、第2のレートは第1のレートよりも低い。
【0115】
本発明の他の態様とは別に、又は本発明の他の態様と組み合わせて、本発明の更なる態様は、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって搬送及び移動され、環境のデジタル表現を生成する測定プロセス中に移動されるように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関し、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を行い、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、LIDARデータによって表される三次元点群をカラー化するためのカラー化画像を含む画像データを生成するように構成されたカメラユニットと、特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、カメラユニットによって生成された画像データを含むローカリゼーションアルゴリズムによって、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するように構成されたローカリゼーションユニットとを有するモバイルリアリティキャプチャ装置に関する。
【0116】
本発明のこの態様によれば、第1及び第2の画像データが、カメラユニットの同一のカメラによって異なる速度で生成され、第1の画像データは、具体的には、LIDARデータによって表される三次元点群をカラー化するために使用されることが予測され、第1の画像データよりも高い速度で生成された第2の画像データは、具体的には、ローカリゼーションアルゴリズムによって使用されることが予測されるように、カメラユニットが構成される。
【0117】
一実施形態では、カメラユニットは、第2の画像データをモノクロ画像データとして生成するように構成される。
【0118】
更なる実施形態では、カメラユニットは、カメラのサブサンプリングされた読み出しモードによって第2の画像データを生成するように構成され、これは、高解像度読み出しモードと比較して増加したフレームレートを提供する。
【0119】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、LIDARデータによって表される三次元点群をカラー化するためのデータを決定するように構成され、第1の画像データの少なくとも一部は、カラー化のために処理され、カラー化に使用される第1の画像データの個々の画像の画像領域の特定の決定及び選択を含み、すなわち、カラー化には、三次元点群内の点に一致する画像点を含むサブ画像のみが使用される。
【0120】
更に別の実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、第1及び第2の画像データを生成することが予想される同一のカメラによって、パノラマ画像を生成するための第3の画像データを生成するように構成され、特に、モバイルリアリティキャプチャ装置は、パノラマ画像を生成するように構成され、すなわち、異なる観察方向からカメラユニットによって生成された個々の画像は、個々の画像よりも広い視野を有する画像を形成するようにつなぎ合わされる。
【0121】
更なる実施形態では、第1、第2及び第3の画像データのうちの少なくとも2つは、カメラの同じ取得プロセスに由来し、生画像が生成され、カメラユニットは、特にフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)又はグラフィックス処理ユニット(GPU)上で実行される、生画像上で動作する画像圧縮又はサブサンプリングアルゴリズムによって、同じ取得プロセスに対して異なる解像度の画像データを生成するように構成される。
【0122】
本発明の他の態様とは別に、又は本発明の他の態様と組み合わせて、本発明の更なる態様は、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関する。モバイルリアリティキャプチャ装置は、パノラマ画像のための画像データを生成するように構成されたカメラユニットであって、特に、パノラマ画像を生成するように構成されたカメラユニット、すなわち、異なる観察方向からのカメラユニットの個々の画像をつなぎ合わせて、個々の画像よりも広い視野を有する画像を形成するように構成されたカメラユニットと、特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、カメラユニットによって生成された画像データを含むローカリゼーションアルゴリズムによってモバイルリアリティキャプチャの軌跡を決定するように構成された、ローカリゼーションユニットと、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナとを有する。
【0123】
本発明によれば、カメラユニットは、カメラユニットの同一のカメラによって異なるレートで第1及び第2の画像データが生成され、パノラマ画像の生成のために、第1の画像データが具体的に生成されて記憶されるように構成され、基本的にカメラの公称範囲である第1の許容範囲内で急激な補正を可能にすることによって、カメラが第1の画像データを生成するためのシャッタ速度を調整し、第1の画像データよりも高いレートで生成された第2の画像データは、具体的にローカリゼーションアルゴリズムによって使用されることが予測され、カメラは、第1の許容範囲よりも小さく、ローカリゼーションユニットの動作範囲に具体的に調整される第2の許容範囲内で漸進的な補正のみを可能にすることによって、第2の画像データを生成するためのシャッタ速度を調整する。
【0124】
一実施形態では、第1及び第2の画像データを生成するためのカメラは、ローリングシャッタカメラであり、モバイルリアリティキャプチャ装置は、モバイルリアリティキャプチャ装置の動きを示す動きパラメータを決定するように構成された、特にIMUを有する動き決定ユニットと、第2の画像データを生成するために取得した初期画像を補正して第2の画像データを生成する補償ユニットであって、動きパラメータを考慮してローリングシャッタによる初期画像の動きぶれが補正される、補償ユニットとを含む。
【0125】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって搬送及び移動され、環境のデジタル表現を生成するための測定プロセス中に移動されるように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関する。モバイルリアリティキャプチャ装置は内部空間を囲むハウジングを更に有し、内部空間は、回転部分のない第1の領域と、光検出及び測距(LIDAR)データを生成するためのレーザ測定ビームの走査移動を提供するように構成された回転部分を含む第2の領域とを有する。
【0126】
本発明によれば、装置は、ファンユニットと、外気を第1の領域に流入させる空気入口と、第1の領域からの空気、すなわち空気入口を越えて第2の領域に流入させる空気通路とを有する冷却システムを有する。
【0127】
一実施形態では、冷却システムは、2段階のフィルタリングシステムを備え、第1のフィルタ、特に、空気入口に配置され、内部空間を周囲から分離する少なくとも1つの防雨フィルタと、内部空間に配置され、第1のフィルタと第2のフィルタとの間で第2のフィルタの上流に位置する汚れた内部ゾーン、及び第2のフィルタと周囲に空気を放出するための空気出口との間で第2のフィルタの下流に位置するきれいな内部ゾーンに内部空間を分離する第2のフィルタとを備える。
【0128】
別の実施形態では、第1のフィルタは、第2のフィルタよりも粗いフィルタの細かさを有する。
【0129】
特に、2段階のフィルタリングシステムは、第1及び/又は第2のフィルタをモジュール式に取り外すことができるモジュール式設計であり、例えば、第1及び/又は第2のフィルタは、水洗浄可能及び/又は電気掃除機洗浄可能であるように構成される。
【0130】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、特に2段階のフィルタリングシステムを通って流れる空気の空気抵抗の決定に基づいて、2段階のフィルタリングシステムの汚染レベルを監視するように構成されたフィルタ監視システムを有する。
【0131】
更に別の実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、第1の領域への外気の空気流を生成するために使用されるファンを制御するように構成されたファン制御ユニットを備え、ファン制御ユニットは、2段階のフィルタリングシステムの決定された条件に基づいて、特に第1及び第2のフィルタの少なくとも1つの汚染レベルに対する閾値に基づいて、及び/又は2段階のフィルタリングシステムのフィルタが欠落していることの検出に基づいて、空気流の生成を防止するように構成される。
【0132】
更なる実施形態では、第1及び第2の領域は、それぞれ、第1及び第2の領域の間に空気通路を提供するように構成されたステータ又はロータを含み、ステータ及びロータの両方は、半径方向支柱の間にリングセグメントスリットを有し、これは、ロータ及びステータの少なくともいくつかの相対回転位置において、第1及び第2の領域の間の通気開口を開く。
【0133】
別の実施形態では、冷却システムは、過圧に基づく空気出口、特に一方向弁を備え、及び/又はフィルタユニットの手段によって外部からの空気の逆流による汚染から内部空間を保護するように構成され、特にフィルタユニットは、第1又は第2のフィルタと同じタイプのフィルタを備える。
【0134】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、第1の領域から内部空間の異なる領域に空気を別々に案内するための、例えば、モバイルリアリティキャプチャ装置のコンピューティングプロセッサの冷却リブを含む領域に空気を別々に案内するための手段を備える。
【0135】
更なる実施形態では、第2の領域は、LIDARセンサ、レーザ測定ビームを偏向するための偏向光学系、及びレーザ測定ビームを放射するためのレーザエミッタのうちの少なくとも1つを含む。
【0136】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、ローカリゼーションユニット、特に慣性測定ユニット(IMU)を備え、ローカリゼーションユニットは、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される。
【0137】
更なる実施形態では、回転部分は、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対する走査移動であるレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するためのLIDARデータを生成するように構成されたレーザスキャナに関連付けられる。
【0138】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、モバイルリアリティキャプチャ装置が、内部空間を囲むハウジングを有し、内部空間は、回転するように構成された回転部品を備え、それに基づいて、光検出及び測距(LIDAR)データを生成するためのレーザ測定ビームの走査移動を提供するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関する。
【0139】
本発明のこの態様によれば、レーザ測定ビームの走査移動を提供するための回転部品は、更に、モバイルリアリティキャプチャ装置の空気冷却システムを駆動するための空気流の生成を提供するように構成され、特に、回転部品は動翼を備える。
【0140】
一実施形態では、回転部品は、内部空気循環を駆動し、内部空気循環は、周囲から密閉され、通過する空気を冷却するための冷却部を備える。
【0141】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は空気入口を有し、冷却システムは、回転部品の回転が空気入口を介して流入する外部空気の流れを引き起こすように構成される。
【0142】
更に別の実施形態では、回転部品は、ロータブレードを備え、回転部品は、空気をその領域内に供給するための空気流路の空気入口と、その領域から空気を除去するための空気出口とを有する領域内に配置され、ロータブレードは、ロータブレードが入口又は出口をそれぞれ通過する回転成分の回転によって生じる圧力勾配を入口又は出口に発生させ、空気を入口から出口に駆動するように構成され配置される。
【0143】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置であって、特に慣性測定ユニット(IMU)を含む、同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)ユニットであって、SLAMユニットがSLAMデータを生成するように構成され、それに基づいて環境の三次元マップ及び三次元マップにおけるモバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を生成するように構成された同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)ユニットを有するモバイルリアリティキャプチャ装置に関する。更に、リアリティキャプチャ装置は、少なくともレーザスキャナ、特にカメラを含むプロービングユニットを有し、プロービングユニットは、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、環境のプロービングデータを生成するように構成される。
【0144】
本実施形態によれば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、三次元マップ内のモバイルリアリティキャプチャ装置の取得位置と、取得位置からプローブされる三次元マップ内の領域との幾何学的関係を評価するデータ評価ユニットを有し、モバイルリアリティキャプチャ装置は、幾何学的関係の評価を考慮してプロービングデータの生成を制御するように構成される。
【0145】
一実施形態では、SLAMユニットは、三次元マップを生成するための視覚同時ローカリゼーションユニット及びマッピング(VSLAM)を含むように構成され、及び/又はSLAMユニットは、三次元マップを生成するためにLIDARベースの同時ローカリゼーションユニット及びマッピング(LIDAR-SLAM)を含むように構成される。例えば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、幾何学的関係の評価を考慮して、SLAMデータの少なくとも一部をプロービングデータとして選択するように構成され、更に特に、モバイルリアリティキャプチャ装置は、プロービングデータとして選択されていないSLAMデータの少なくとも一部を削除するように構成される。
【0146】
更に別の実施形態では、データ評価ユニットは、幾何学的関係の関数としてプロービングデータに対する品質評価を行うように更に構成され、品質評価は、プロービングされる三次元マップ内の領域に対するプロービングデータの予想される空間解像度、プロービングされる三次元マップ内の領域に対するプロービングデータを生成するための検出されたプロービング信号の予想される信号強度、プロービングされる三次元マップ内の領域に対するプロービングデータの予想される信号対ノイズ、プロービングデータを生成するためにプロービングされる三次元マップ内の領域の表面に対するプロービング放射の予想される入射角、及びプロービングされる三次元マップ内の領域とモバイルリアリティキャプチャ装置との間の焦点距離及び予想される距離の比較のうちの少なくとも1つに基づく。
【0147】
別の実施形態では、データ評価ユニットは、三次元マップの基礎となるSLAMデータの品質評価を行うように構成され、モバイルリアリティキャプチャ装置は、三次元マップ内の同じ領域のSLAMデータの品質評価とプロービングデータの品質評価との比較を考慮してプロービングデータの生成を制御するように構成される。
【0148】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、複数の取得の取得位置に関連する幾何学的関係の評価を考慮して、特にリアルタイムで、プローブされる三次元マップの領域の複数の取得に関連する取得されたプロービングデータ間の比較を実行し、比較に基づいて、取得されたプロービングデータの少なくとも一部を削除するように構成される。
【0149】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、幾何学的関係の評価を考慮して、プロービングデータを生成するためのプロービングユニットのデータ取得モードを選択及び/又は適応的に制御するように構成される。
【0150】
更なる実施形態では、プロービングユニットは、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中にレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナを含み、モバイルリアリティキャプチャ装置は、レーザスキャナの点繰返し率、及び走査移動の移動パラメータ、特に1つ及び/又は2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの回転速度のうちの少なくとも1つを選択及び/又は適応的に制御するように構成される。
【0151】
更なる実施形態では、プロービングユニットは、詳細カメラを備え、特に、SLAMユニットは、VSLAMを含むように構成され、詳細カメラは、SLAMユニットのVSLAMカメラよりも高い解像度を有し、モバイルリアリティキャプチャ装置は、詳細カメラのシャッタ速度、詳細カメラの露光時間、及び詳細カメラの露光速度のうちの少なくとも1つを選択及び/又は適応的に制御するように構成される。
【0152】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関し、モバイルリアリティキャプチャ装置は、同時ローカリゼーションユニット及びマッピング(SLAM)ユニット、特に、慣性測定ユニット(IMU)を有し、SLAMユニットは、SLAMデータを生成するように構成され、それに基づいて、環境の三次元マップ及び三次元マップにおけるモバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を生成するように構成され、モバイルリアリティキャプチャ装置は、プロービングユニットを有し、プロービングユニットは、少なくともレーザスキャナ、及び特にカメラを含み、プロービングユニットは、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、環境のプロービングデータを生成するように構成される。
【0153】
本発明の一態様によれば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、更に、三次元マップの基礎となるSLAMデータの品質評価を行うように構成されたデータ評価ユニットを有し、モバイルリアリティキャプチャ装置は、SLAMデータの品質評価を考慮してプロービングデータの生成を制御するように構成される。
【0154】
一実施形態では、SLAMデータの品質評価は、三次元マップ内の領域についてのSLAMデータによって提供される空間解像度、三次元マップ内の領域についてのSLAMデータによって提供される強度レベル、三次元マップ内の領域についてのSLAMデータによって提供される信号対ノイズ、SLAMデータを生成するためのモバイルリアリティキャプチャ装置の取得位置とSLAMデータによってキャプチャされた三次元マップ内の領域との幾何学的関係、及びビジュアルSLAM(VSLAM)カメラの焦点距離とモバイルリアリティキャプチャ装置及びVSLAMカメラでキャプチャされた三次元マップ内の領域の間の距離との比較のうちの少なくとも1つに基づく。
【0155】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、SLAMデータの品質評価に基づいて、プロービングユニットによってキャプチャされた三次元マップ内の領域のプロービングデータを削除するように構成される。
【0156】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、SLAMデータの品質評価を考慮して、プロービングデータを生成するためのプロービングユニットのデータ取得モードを選択及び/又は適応的に制御するように構成される。
【0157】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、ユーザ入力によってプロービングデータの生成を起動するように構成される。
【0158】
更なる実施形態では、プロービングユニットは、詳細カメラを含み、特に、SLAMユニットは、VSLAMを含み、詳細カメラは、SLAMユニットのVSLAMカメラよりも高い解像度を有するように構成される。プロービングユニットは、ユーザ入力によって起動可能なバーストモードを有し、バーストモードでは、詳細カメラは連続的に写真測量アルゴリズムの画像データを生成し、特に、バーストモードの持続時間が、ユーザ入力によって制御可能である。
【0159】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関し、モバイルリアリティキャプチャ装置はプロービングユニットを有し、プロービングユニットは、少なくともレーザスキャナ、及び特にカメラを含み、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、三次元点群を生成するための環境のプロービングデータを生成するために、プロービングユニットは、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、ローカリゼーションデータを生成するように構成され、モバイルリアリティキャプチャ装置は、特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットを有し、ローカリゼーションユニットは、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される。
【0160】
本発明のこの態様によれば、リアリティキャプチャ装置は、プロービングデータに基づいて、環境の三次元ベクターファイルモデル、特にメッシュを生成するように構成されたエッジコンピューティング機能と、プロービングデータ及び三次元ベクターファイルモデルを含むデータストリームを別個の受信装置に提供するように構成された、特にワイヤレスのデータインターフェースとを有し、モバイルリアリティキャプチャ装置は、プロービングデータのストリーミングよりも三次元ベクターファイルモデルのデータのストリーミングを優先するように構成された優先順位付けアルゴリズムに基づいて、データストリームを生成し、提供するように構成される。
【0161】
一実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、特に意味的及び/又は幾何学的な認識された特徴に基づいて、プロービングデータの少なくとも一部を削除するように構成される。
【0162】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、三次元ベクターファイルモデル、特に三次元ベクターファイルモデル内の表面に関連するプロービングデータを考慮して、プロービングデータの少なくとも一部が冗長であるとフラグを立てるように構成される。
【0163】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、データストリームを生成する際に、冗長とフラグを立てられたプロービングデータを省略するように構成される。
【0164】
更に別の実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、三次元ベクターファイルモデルに基づいて取得されたプロービングデータの品質評価を行い、プロービングデータの品質評価を考慮してプロービングデータの生成を制御するように構成される。
【0165】
更に別の実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、三次元ベクターファイルモデル内のモバイルリアリティキャプチャ装置の取得位置と、取得位置からプローブされる三次元ベクターファイルモデル内の領域との幾何学的関係の評価を行うことによって、プロービングデータの生成を制御するように構成される。例えば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、幾何学的関係の関数としてプロービングデータの品質評価を行うように更に構成される。
【0166】
別の実施形態では、取得されたプロービングデータの品質評価又は幾何学的関係の関数としてのプロービングデータの品質評価は、それぞれ、プロービングデータによって提供される空間解像度、プロービングデータを生成するためのプロービング信号の信号強度、プロービングデータによって提供される信号対ノイズ、三次元ベクターファイルモデルの表面によって表される表面上のプロービング放射の入射角、及び焦点距離とモバイルリアリティキャプチャ装置及び三次元ベクターファイルモデル内の点の間の距離との比較のうちの少なくとも1つに基づいている。
【0167】
更なる実施形態では、三次元ベクターファイルモデルは、固定メッシュサイズのメッシュであり、例えば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、ユーザがメッシュサイズを設定することができるように構成される。
【0168】
更なる実施形態では、三次元ベクターファイルモデルは、可変メッシュサイズを有するメッシュであり、例えば、メッシュサイズは、意味的及び/又は幾何学的な認識された特徴のために、又は取得されたプロービングデータの品質評価に基づいて、自動的に適合される。
【0169】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関し、モバイルリアリティキャプチャ装置は、特にSLAMデータを含む同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)ユニットを有し、SLAMユニットが、SLAMデータを生成し、それに基づいて、環境の三次元マップ及び三次元マップ内のモバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を生成するように構成され、三次元マップが、SLAMデータの相互リンクを可能にする環境内の複数の特徴を識別することによって生成される。
【0170】
本発明のこの態様によれば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、軌跡に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の異なる位置において、複数のフィーチャのサブセットに対する位置データを決定するように構成されたフィーチャトラッカーを含む。軌跡に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の異なる位置のそれぞれについて、対応する位置データは、軌跡に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の対応する位置に対するフィーチャのサブセット間の相対的な位置関係を提供する。更に、位置データの少なくとも一部を呼び出すことにより、三次元マップの生成を継続するためのSLAMユニットを再初期化するように構成される。
【0171】
一実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、軌跡に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の最後の、特に最近の位置について決定された位置データ、又は軌跡に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の最近の位置に対応する一連の位置データを呼び出すことによって、SLAMユニットを再初期化するように構成される。
【0172】
別の実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、現在のSLAMデータに基づく三次元モデルと以前のSLAMデータに基づく三次元モデルとを比較することによって、モバイルリアリティキャプチャ装置の現在位置を決定するように構成されたエッジコンピューティング機能を有し、モバイルリアリティキャプチャ装置が、決定された現在位置に基づいて位置データを選択してSLAMユニットを再初期化するように構成される。例えば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、SLAMデータに基づいて環境の三次元モデル、特にベクターファイルモデルを生成し、三次元モデル上で特徴認識アルゴリズムを実行し、それに基づいて意味的及び/又は幾何学的な特徴を認識するように構成される。更に、モバイルリアリティキャプチャ装置は、意味的及び/又は幾何学的な認識された特徴の少なくとも一部を、軌道に沿ってモバイルリアリティキャプチャ装置の異なる位置のデータを配置するように割り当て、意味的及び/又は幾何学的な認識された特徴に基づいて、軌道に沿った現在の位置を決定するように、構成される。
【0173】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、モバイルリアリティキャプチャ装置の現在位置から所望の位置に向けて案内を提供するように構成された案内ユニットを有する。ここで、モバイルリアリティキャプチャ装置は、三次元マップ内、又はSLAMデータによって生成された三次元モデル内の現在位置を、特に意味的及び/又は幾何学的な認識された特徴に基づいて決定し、案内ユニットの手段によって、現在位置から、位置データが決定された軌跡上の目標位置への案内を提供し、目標位置を決定した位置データに基づいてSLAMユニットを再初期化するように構成される。
【0174】
更に別の実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、ローカリゼーションデータを生成するための、又は外部位置決定ユニットからローカリゼーションデータを受信するための内蔵の位置決定ユニットを有するように構成され、位置決定ユニットは、無線信号、特に無線LAN信号による三角測量、無線周波数測位、及びグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)のうちの少なくとも1つに基づく。更に、モバイルリアリティキャプチャ装置は、位置データを選択して、位置決定ユニットの位置データに基づいてSLAMユニットを再初期化し、位置データが決定された軌跡上の目標位置に、位置データが提供する現在位置から案内ユニットによって案内するように構成される。
【0175】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動に基づいて光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナに関する。レーザスキャナは、走査移動中にレーザ測定ビームが異なる貫通点でカバーを通過するように、レーザスキャナの可動部分を収容するカバー、特に可視光に対して不透明なカバーと、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの放射軸の向きを決定する角度決定データを提供するように構成された角度決定ユニットと、カバーに起因するオフセットに対する角度決定データを補正するためのスプラインベースの補正パラメータを記憶したデータメモリとを有する。
【0176】
一実施形態では、レーザスキャナは、補正パラメータによって提供されるオフセットによって、角度決定データを、特にリアルタイムで補正するように構成される。
【0177】
更なる実施形態では、補正パラメータはルックアップテーブル又は補正マトリックスの形式で保存される。
【0178】
別の実施形態では、カバーの表面はねじれを有し、走査移動中にレーザ測定ビームはねじれを通過する。
【0179】
別の実施形態では、カバーは半球状のヘッド部を有し、ヘッド部は円筒形のシェルで合流し、例えば、レーザスキャナは、半球ヘッド部を通過するレーザ測定ビームの向きと、円筒シェルを通過するレーザ測定ビームの向きとに基づいて、LIDARデータが生成されるように構成される。
【0180】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、モバイルリアリティキャプチャ装置を有するシステムに関し、モバイルリアリティキャプチャ装置が、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置である。モバイルリアリティキャプチャ装置は、特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される、ローカリゼーションユニットと、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、画像データをキャプチャするように構成されたカメラとを有する。
【0181】
更に、システムは、コンパニオン装置を備え、特に、スマートフォン、タブレット、又はパーソナルコンピュータとして具体化され、モバイルリアリティキャプチャ装置及びコンパニオン装置は、サーバとクライアント間の通信のために構成される。システムは、サーバとクライアント間の通信のデータにアクセスするように構成され、特に、通信、特にサービスセット識別子(SSID)及びサーバのパスワードは、マトリックス・バーコード、特にQRコード(登録商標)にエンコードされる。モバイルリアリティキャプチャ装置及び/又はコンパニオン装置は、サーバとクライアント間の通信を確立するために、マトリックス・バーコードのイメージを取り込み、そのイメージからマトリックス・バーコードをデコードするように構成される。
【0182】
一実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、サーバとクライアント間の通信のためのサーバとして動作するように構成され、システムは、マトリックス・バーコードを表示するタグを含み、特に、タグは、モバイルリアリティキャプチャ装置に取り付けられているか、又はモバイルリアリティキャプチャ装置の不可欠な部分である。
【0183】
別の実施形態では、コンパニオン装置は、ディスプレイ上にマトリックス・バーコードを表示するように構成され、モバイルリアリティキャプチャ装置は、特に自動的に、カメラによってキャプチャされたマトリックス・バーコードを含む画像の取得を認識し、画像からマトリックス・バーコードをデコードし、マトリックス・バーコードのデコード時にサーバとクライアント間の通信を確立するように構成される。
【0184】
例えば、コンパニオン装置は、サーバとクライアント間の通信のためのサーバとして動作するように、又は利用可能なサーバのアクセスデータを認識し、利用可能な通信ネットワークのアクセスデータをマトリックス・バーコードにエンコードするように構成される。
【0185】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、ローカリゼーションユニットが使用するローカリゼーションカメラを備え、ローカリゼーションカメラのカメラ画像を用いてローカリゼーションデータ、特に三次元マップを生成するためのマッピングデータを生成するように構成される。モバイルリアリティキャプチャ装置は、ローカリゼーションカメラとしての解像度が高い詳細カメラを更に含み、モバイルリアリティキャプチャ装置は、詳細カメラの手段によってマトリックス・バーコードのイメージをキャプチャするように構成される。例えば、マトリックス・バーコードの画像がユーザによる手動トリガによってキャプチャされるように、モバイルリアリティキャプチャ装置が構成される。
【0186】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、プログラムコードを含むコンピュータプログラム製品に関し、コンピュータプログラム製品は、機械可読媒体上に格納されるか、又はプログラムコードセグメントを含む電磁波によって実施され、特に、上述のクレームのいずれか1つのモバイルリアリティキャプチャ装置のコンパニオン装置上で工程を実行するためのコンピュータ実行可能命令を有し、コンピュータ実行可能命令が、少なくとも、
・ データベースからの入力データの読み取ることであって、データベースが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータ、モバイルリアリティキャプチャ装置のレーザスキャナの光検出及び測距(LIDAR)データであって、LIDARデータが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡に沿った移動中に生成され、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動に基づいている、モバイルリアリティキャプチャ装置のレーザスキャナの光検出及び測距データ、及び、モバイルリアリティキャプチャ装置の側面上に配置されるカメラユニットの画像データであって、側面が、モバイルリアリティキャプチャ装置の立設軸を画定し、すなわち、側面が、立設軸の周りに円周方向に配置され、画像データが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡に沿った移動中に生成され、特に、カメラユニットが、立設軸の周りに少なくとも120度、特に少なくとも180度、更に特には360度の視野をカバーする画像データを提供する、カメラユニットの画像データを含む、データベースからの入力データの読み取ることと、
・ 入力データに基づいて環境の三次元モデル、特に三次元点群又は三次元ベクターファイルモデルを生成することと、
・ 画像データの個々の画像が三次元モデル内のそれらのキャプチャ位置に関連付けられるように、画像データと三次元モデルとのリンケージを生成することと、
・ サムネイル表示を提供することであって、画像データの個々の画像はサムネイルで表示される、サムネイル表示を提供することと、
・ サムネイルの1つを選択して受け取ることと、
・ 三次元モデル内の選択されたサムネイルに関連する個々の画像のキャプチャ位置を示す三次元モデルの表現、特に三次元の表現を提供することと
を実行することである。
【0187】
一実施形態では、三次元モデルの表現は、軌跡の少なくとも一部、特に、選択されたサムネイルに関連する軌跡位置までの軌跡の一部を含む。
【0188】
更なる実施形態では、サムネイル表示は、二次元又は三次元グリッドにおけるサムネイルの集団に基づく。
【0189】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、インフラストラクチャ内の物体、特に建物又は施設、更に特には、通過する人及び/又は車両に頻繁に暴露される領域を検出するための監視装置に関する。
【0190】
監視装置は、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を行い、それに基づいてインフラストラクチャの三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、監視装置に対して少なくとも2つの異なる撮像方向に沿って画像データをキャプチャするように構成されたカメラユニットと、LIDARデータと画像データの少なくとも1つに基づいて、監視されるインフラストラクチャ内のオブジェクトを検出するように構成されたオブジェクト検出器と、を含む。
【0191】
本発明のこの態様によれば、監視装置は、物体検出器による物体の検出時に、低周波キャプチャモードから高周波キャプチャモードに自動的に切り替えるように構成され、低周波キャプチャモードと比較して、高周波キャプチャモードにおいて、以下のパラメータの少なくとも1つが増加され、以下のパラメータが、レーザスキャナの点繰返し率、2つの回転軸のうちの少なくとも1つに対するレーザ測定ビームの回転速度、及び、カメラユニットのカメラの露出率である。
【0192】
一実施形態では、監視装置は、レーザスキャナを支持するベースと、ベース上に取り付けられるカバー、特に可視光に対して不透明なカバーであって、カバーとベースがレーザスキャナのすべての可動部分を包み込むように、外部からの可動部分が触れられないようにする、カバーと、を含む。
【0193】
更なる実施形態では、監視装置は、LIDARデータ、特に、三次元点群及び/又は三次元ベクターファイルモデルを考慮して、インフラストラクチャの三次元モデルを生成するように構成され、及び/又は、画像データからパノラマ画像を生成するように構成され、すなわち、カメラユニットの視方向の異なる個々の画像をつなぎ合わせて、個々の画像よりも広い視野を有する画像を形成するパノラマ画像を形成し、特に、モバイルリアリティキャプチャ装置が、360度パノラマ画像を生成するように構成される。
【0194】
更なる実施形態では、監視装置は、データストリームを生成し、データインターフェースを用いて、特に無線及び/又は有線のデータインターフェースの手段により、データストリームを別の受信装置に提供するように構成される。特に、データストリームは、LIDARデータ、画像データ、三次元モデルのモデルデータ、パノラマ画像の画像データのうちの少なくとも1つを含む。
【0195】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、インフラストラクチャ内、特に、建物又は施設、更に特に通過する人及び/又は車両に頻繁に暴露される区域内のオブジェクトを検出するための監視装置であって、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行するように構成されたレーザスキャナと、それに基づいて、インフラストラクチャの三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、監視装置に対して少なくとも2つの異なる撮像方向に沿って画像データをキャプチャするように構成されたカメラユニットと、LIDARデータ及び画像データのうちの少なくとも1つに基づいて監視されたインフラストラクチャ内のオブジェクトを検出するように構成されたオブジェクト検出器とを含む監視装置に関する。
【0196】
本発明のこの態様によれば、監視装置は、データストリームを生成し、LIDARデータ及び画像データを含むデータストリームを、特に無線及び/又は有線のデータインターフェースの手段によって別の受信装置に提供するように構成され、オブジェクト検出器によるオブジェクトの検出時に低データモードから高データモードに自動的に切り替えるように構成され、低データモードと比較して、高データモードではデータストリームのデータ量が増加する。
【0197】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、インフラストラクチャ内、特に、建物又は施設、更に特に通過する人及び/又は車両に頻繁に暴露される区域内のオブジェクトを検出するための監視装置に関し、監視装置が、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を行い、それに基づいてインフラストラクチャの三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、監視装置に対して少なくとも2つの異なる撮像方向に沿って画像データをキャプチャするように構成されたカメラユニットと、LIDARデータと画像データの少なくとも1つに基づいて、監視されるインフラストラクチャ内のオブジェクトを検出するように構成されたオブジェクト検出器と、を含む。
【0198】
本発明のこの態様によれば、監視装置は、LIDARデータ、特に三次元点群及び/又は三次元ベクターファイルモデルを考慮して、インフラストラクチャの三次元モデルを生成するように構成される。物体検出器は、三次元モデルに基づいて物体を検出するように構成され、特に、物体検出器は、三次元モデル上で特徴認識アルゴリズムを実行し、それに基づいて、意味的及び/又は幾何学的な特徴を認識するように構成される。
【0199】
一般に、上述した監視装置のいずれか1つのカメラユニットは、視覚撮像カメラ及び熱撮像カメラのうちの少なくとも1つを含むことができる。
【0200】
特に、カメラユニットは、互いに異なる視線方向を有する2つの視覚撮像カメラを含み、2つの視覚撮像カメラの各々は、少なくとも180度の視野を有し、2つの可視カメラは、レーザスキャナの周囲に円周方向に配置される。例えば、2つの視覚撮像カメラは、レーザスキャナを取り囲む外環であって、中心リング軸を画定する外環上に配置され、中心リング軸の周りの回転に対する2つの視覚撮像カメラの角度間隔は、150度から180度である。
【0201】
カメラユニットは、互いに異なる視線方向を有する4つの熱撮像カメラを含むこともでき、4つの熱撮像カメラの各々は、少なくとも80度の視野を有し、4つの熱撮像カメラは、レーザスキャナの周囲に円周方向に配置される。例えば、4つの熱撮像カメラは、レーザスキャナを取り囲む外環であって、中心リング軸を画定する外環上に配置され、4つの熱撮像カメラは、中心リング軸の周りの回転に関して均一な角度分離を有して互いに分離される。
【0202】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、インフラストラクチャ内、特に、建物又は施設、更に特に通過する人及び/又は車両に頻繁に暴露される区域内のオブジェクトを検出するための監視装置に関し、監視装置が、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を行い、それに基づいてインフラストラクチャの三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、互いに異なる視線方向を有する二つの視覚撮像カメラであって、二つの視覚撮像カメラの各々が、少なくとも180度の視野を有し、二つの可視カメラが、レーザスキャナの周囲に円周方向に配置される、視覚撮像カメラと、互いに異なる視方向を有する4つの熱撮像カメラであって、4つの熱撮像カメラの各々が、少なくとも80度の視野を有し、4つの熱撮像カメラが、レーザスキャナの周囲に円周方向に配置される、熱撮像カメラと、データインターフェース、特に無線及び/又は有線のデータインターフェースであって、LIDARデータ及び視覚及び熱撮像カメラの画像データを含むデータストリームを別個の受信装置に提供するように構成される、データインターフェースと、を含む。
【0203】
一実施形態では、監視装置は、ハイダイナミックレンジ(HDR)カメラ、特に単一露出HDRカメラ、及び/又はマルチスペクトルカメラ、特にハイパースペクトルカメラ、及び/又は3Dカメラ構成を含む。
【0204】
3Dカメラはレンジイメージング用に設定される。レンジイメージングとは、通常は何らかのタイプのセンサーデバイスに関連付けられている特定のポイントからシーン内のポイントまでの距離を示す2Dイメージを生成するために使用される技術の集合の名前である。結果のイメージであるレンジイメージには、距離に対応するピクセル値がある。距離画像を生成するために使用されるセンサが適切に較正されている場合には、ピクセル値は、メートルのような物理単位で直接与えられ得る。
【0205】
特に、レーザスキャナを3Dカメラに置き換えてもよい。
【0206】
別の実施形態では、2つの視覚撮像カメラは、レーザスキャナを取り囲む外環であって、中心リング軸を画定する外環上に配置され、中心リング軸の周りの回転に対する2つの視覚撮像カメラの角度間隔は、150度から180度である。
【0207】
別の実施形態では、4つの熱撮像カメラは、レーザスキャナを取り囲み、中心リング軸を画定する外環上に配置され、4つの熱撮像カメラは、中心リング軸の周りの回転に関して均一な角度分離を有して互いに分離される。
【0208】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関し、モバイルリアリティキャプチャ装置は、特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される、ローカリゼーションユニットと、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、を有する。
【0209】
本発明のこの態様によれば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、貫通軸に沿ってモバイルリアリティキャプチャ装置への追加部品のピンを受け入れる凹部を有するレセプタクルを有する。更に、装置は、ロック機構を有し、ロック機構が、その基本位置であるロック位置において、ピンのキャビティに係合するために、ロック体を貫通軸に向かって半径方向内側に押すように構成され、接触要素を貫通軸に沿った方向に押すことによってロック体を半径方向に逃がし、ピンを解放できるようにするように構成される。
【0210】
一実施形態では、ロック機構は、少なくとも3つのロック体を含む。
【0211】
例えば、ロック体は、回転体として構成され、特に、球体、楕円体、台形、角錐体、角部が丸みを帯びた台形、角部が丸みを帯びた角錐体として構成される。
【0212】
別の実施形態では、凹部は、貫通軸の周りに形成された回転立体の形態を有し、接触要素は、貫通軸の周りの円周上に配置される。
【0213】
別の実施形態では、ロック機構は、貫通軸に沿って軸線方向に移動可能に構成された摺動要素を含み、ロック体が貫通軸に向かって半径方向内側に押されるように、摺動要素を貫通軸に平行なロック方向に押す又は引くことにより、ロック体の半径方向移動範囲が最小化される。また、ロック機構は、当接体を貫通軸に沿った方向に押すと、摺動体が係止方向とは反対の解除方向に移動し、変位による隙間が解放されて、ロック体を放射状に逃がすことができるように構成される。
【0214】
別の実施形態では、摺動子の当接面と接触子の当接面との間で押されるように、摺動子が、係止位置においてロック体と当接する当接面を有し、ロック機構は、接触要素を貫通軸に沿った方向に押すと、ロック体が半径方向に逃げることができるまで、ロック体と接触要素を同じ方向に押されるように構成される。
【0215】
別の実施形態では、ロック機構は、基本位置、すなわちロック位置における摺動要素の位置を維持するために、プレストレス要素、特にプレストレスばねを含む。
【0216】
更に、本発明は、上述のようなロック機構を有するモバイルリアリティキャプチャ装置に追加のコンポーネントを接続するためのコネクタに関する。コネクタは、レセプタクルに挿入されるように構成されたピンを有し、ピンは、ピン軸の周りに円周方向に連続したキャビティを有し、ピン軸は、ロック位置において貫通軸と平行又は同軸になるように予見され、キャビティは、ロック機構のロック体を受け入れるように具体的に予見される。更に、コネクタは、ロック位置において、貫通軸に沿った方向、すなわちピン軸に沿った方向に接触要素を押すように構成された解放機構を有する。
【0217】
一実施形態では、解放機構は、貫通軸に沿って接触要素を押すためのプッシュ要素を有し、プッシュ要素は、ピン軸に沿ってピンに対して軸方向に移動可能であるように構成され、ピンに対するプッシュ要素の軸方向の移動範囲は、接触要素の十分な変位を生じさせて、ロック体をキャビティから半径方向に逃がすことを可能にする。
【0218】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関し、モバイルリアリティキャプチャ装置が、特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、ローカリゼーションデータを生成し、それに基づいて、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するように構成される、ローカリゼーションユニットと、少なくとも、光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナ、及び特にカメラを含むプロービングユニットであって、プロービングユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、環境のデジタルモデルを決定するためのプロービングデータを生成するように構成される、プロービングユニットと、を有する。
【0219】
本発明のこの態様によれば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動パラメータの関数としてプロービングデータを生成するためのデータ取得モードを設定するように構成される。
【0220】
一実施形態では、データ取得モードの設定は、プロービングデータを生成するためのデータ取得レートの変更及び/又はプロービングデータによって表される空間解像度設定の変更を含むように構成される。
【0221】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、軌跡に沿ってモバイルリアリティキャプチャ装置の速度を増加させながら、プロービングデータを生成するためのデータ取得レートを増加させるように構成される。
【0222】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、軌跡の変化の関数として、すなわち、軌跡の勾配の関数として、データ取得モードを設定するように構成される。
【0223】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、軌跡に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の速度閾値の関数としてデータ取得モードを設定するように構成される。例えば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、例えば、最大化されたデータ量を犠牲にして最大のデータ品質を提供するための静止取得モードを有し、モバイルリアリティキャプチャ装置の速度が速度閾値を下回ったときに、静止取得モードが自動的に起動される。
【0224】
更なる実施形態では、レーザスキャナは、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中にレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいてLIDARデータを生成するように構成され、モバイルリアリティキャプチャ装置が、レーザスキャナの点繰返し率、走査移動の移動パラメータ、特に1つ及び/又は2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの回転速度の少なくとも1つを選択及び/又は適応的に制御することによってデータ取得モードを設定するように構成される。
【0225】
更に別の実施形態では、プロービングユニットはカメラを備え、モバイルリアリティキャプチャ装置は、カメラのシャッタ速度、カメラの露光時間、及びカメラの露光速度のうちの少なくとも1つを選択及び/又は適応的に制御することによって、データ取得モードを設定するように構成される。
【0226】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関し、モバイルリアリティキャプチャ装置は、特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、ローカリゼーションデータを生成し、それに基づいて、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するように構成される、ローカリゼーションユニットと、少なくとも、光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナ、及び特にカメラを含むプロービングユニットであって、プロービングユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、環境のデジタルモデルを決定するためのプロービングデータを生成するように構成される、プロービングユニットと、を有する。
【0227】
本発明のこの態様によれば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、無線信号の信号強度を測定するように構成された無線信号モジュール、特に無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)モジュールを有し、モバイルリアリティキャプチャ装置は、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡に沿って利用可能な無線信号の信号強度を決定し、無線信号の一連の決定された信号強度を含むデータセットを提供し、各信号強度が、軌跡に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の位置に関連付けられるように構成される。
【0228】
一実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、データセットを分析し、それに基づいて環境の信号受信マップを生成し、環境を異なる無線信号受信領域に分類することを証明するように構成され、信号強度値、特に平均値又は中央値が、各受信領域に関連付けられる。
【0229】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、三角測量アルゴリズムによってデータセットを分析し、それに基づいて、環境内の無線信号送信機の位置を含むマップを生成するように構成される。
【0230】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、プログラムコードを含むコンピュータプログラム製品に関し、機械可読媒体上に格納されるか、又はプログラムコードセグメントを含む電磁波によって実施され、特に、上述のクレームのいずれか1つのモバイルリアリティキャプチャ装置のコンパニオン装置上で工程を実行するためのコンピュータ実行可能命令を有する、コンピュータプログラム製品であり、
工程が、少なくとも、
データベースからの入力データを読み取ることであって、データベースが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータ、モバイルリアリティキャプチャ装置のレーザスキャナの光検出及び測距(LIDAR)データであって、LIDARデータが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡に沿った移動中に生成され、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動に基づいている、モバイルリアリティキャプチャ装置のレーザスキャナの光検出及び測距データ、及び、モバイルリアリティキャプチャ装置の側面上に配置されるカメラユニットの画像データであって、側面が、モバイルリアリティキャプチャ装置の立設軸を画定し、すなわち、側面が、立設軸の周りに円周方向に配置され、画像データが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡に沿った移動中に生成され、特に、カメラユニットが、立設軸の周りに少なくとも120度、特に少なくとも180度、更に特には360度の視野をカバーする画像データを提供する、カメラユニットの画像データを含む、データベースからの入力データを読み取ることと、
パノラマ画像データを生成することであって、軌跡に沿って連続的にパノラマ画像が存在するようにパノラマ画像を証明し、パノラマ画像が、画像であり、カメラユニットの視方向の異なる個々の画像をつなぎ合わせて、個々の画像よりも広い視野を有する画像を形成し、特に、パノラマ画像が、立設軸の周りに360度の視野を提供する画像である、パノラマ画像データを生成することと、
パノラマ画像データの変更可能な表示を提供することであって、軌跡に沿った移動が可能であり、移動中にパノラマ画像が連続的に変化する、パノラマ画像データの変更可能な表示を提供することと
の工程である。
【0231】
本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、移動式キャリア、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関し、モバイルリアリティキャプチャ装置は、特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される、ローカリゼーションユニットと、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、モバイルリアリティキャプチャ装置の側面に配置されるカメラユニットと、を有し、すなわち、カメラユニットは、側面がモバイルリアリティキャプチャ装置の立設軸を規定し、側面が立設軸の回りに円周方向に配置され、カメラユニットが、立設軸の回りに180度を超える視野、特に360度をカバーする画像データを提供するように構成される。
【0232】
一実施形態では、カメラユニットが、側面に円周方向に配置された複数のカメラを含み、モバイルリアリティキャプチャ装置が、画像データからパノラマ画像を生成するように構成され、すなわち、複数のカメラの個々の画像をつなぎ合わせて、個々の画像よりも広い視野を有する画像を形成するように構成される。
【0233】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、IMUデータ(IMU-SLAM)、視覚的同時ローカリゼーション及びマッピングのためのカメラユニットの画像データ(VSLAM)、及び、LIDARに基づく同時ローカリゼーション及びマッピング(LIDAR based simultaneous localization and mapping、LIDAR-SLAM)のためのLIDARデータの少なくとも1つを含むことにより、環境の三次元マップを生成するために、同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)が可能なように構成される。
【0234】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、LIDARデータとカメラユニットの画像データとに基づいて、カラー化された三次元点群を生成するように構成される。
【0235】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、環境の三次元ベクターファイルモデル、特にメッシュを生成するように構成される。
【0236】
更に別の実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、2つの回転軸の少なくとも1つに対して少なくとも2つの異なる回転速度を適応的に設定することによる、及び/又は少なくとも2つの異なるポイント取得レートを適応的に設定することによる、LIDARデータの生成、パノラマ画像に用いる画像データの生成、特に、カメラユニットのカメラによって提供される画像データの生成、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するために使用される画像データの生成、及び、三次元点群をカラー化するために用いられる画像データ、特にカメラユニットのカメラによって提供される画像データの生成の少なくとも1つを適応的に設定するように構成される。
【0237】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、アクセサリ装置をモバイルリアリティキャプチャ装置に取り付けるためのアタッチメントユニットを含む。アタッチメントユニットは、レセプタクルを備えた固定ユニットであって、レセプタクルに対応するものを受容し、レセプタクルに対応するものを固定するように構成され、特に、レセプタクルに対する対応するものの向きを、特に所定の向きに維持するように構成される、固定ユニットと、アクセサリ装置とモバイルリアリティキャプチャ装置との間の1つ又は双方向のデータ転送を提供するように構成されたワイヤレスデータバスと、を有する。
【0238】
例えば、固定ユニットは、磁石、面ファスナーの一部、プラグイン接続のメス又はオスの部分、及び、留め金の少なくとも1つを含む。
【0239】
別の実施形態では、アタッチメントユニットは、固定ユニットによって固定されたアクセサリ装置に、及び/又は固定されたアクセサリ装置からモバイルリアリティキャプチャ装置に、モバイルリアリティキャプチャ装置から電源を供給するように構成された誘導性電力交換ユニットを有する。
【0240】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、センシングユニットを含み、センシングユニットが、無線データバスによる無線データ転送のために、到達可能な範囲内にあるアクセサリ装置を検出し、到達可能な範囲内にあるアクセサリ装置を検出したときにデータ転送を開始するために、無線データバスを起動し、及び/又は、アクセサリ装置が固定ユニットによって固定されていることを検出し、固定されるアクセサリ装置が検出されると、誘導性電力交換ユニットを起動して電力交換を開始するように構成される。
【0241】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関し、モバイルリアリティキャプチャ装置が、光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナ及び特にカメラを少なくとも含むプロービングユニットであって、プロービングユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、環境の三次元モデルを決定するためのプロービングデータを生成するように構成される、プロービングユニットと、特に慣性測定ユニット(IMU)を含む、同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)ユニットであって、SLAMユニットが、プロービングデータにアクセスするように構成され、それに基づいて、環境の三次元マップ及び三次元マップ内のモバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を生成するように構成される、同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)ユニットと、モバイルリアリティキャプチャ装置の現在位置から、環境の領域に向けて、案内を提供するように構成される案内ユニットと、を有する。
【0242】
本発明によれば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、モバイルリアリティキャプチャ装置の現在位置から目標位置への案内を提供する案内データを生成するように構成され、案内データは、三次元マップと既知の環境モデルとの比較に基づいて生成され、モバイルリアリティキャプチャ装置の現在位置から目標位置への案内を提供する案内ユニットを起動するように構成される。
【0243】
一実施形態では、環境の既知モデルは、モバイルリアリティキャプチャ装置によって実行された以前の測定キャンペーンのプロービングデータに基づく。
【0244】
別の実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、特に、グローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)に基づく、及び/又は無線測位に基づく、及び/又はコンパスに基づく測位ユニットを含み、案内データは、測位ユニットからの測位データに基づいて生成される。
【0245】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、移動式キャリア、特に人又はロボット又は車両によって運搬及び移動され、環境のデジタル表示を生成するための測定プロセス中に移動するように構成されたモバイルリアリティキャプチャ装置に関し、モバイルリアリティキャプチャ装置は、特に慣性測定ユニット(IMU)を含むローカリゼーションユニットであって、ローカリゼーションユニットが、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡を決定するためのローカリゼーションデータを生成するように構成される、ローカリゼーションユニットと、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に、2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を実行し、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、を有する。
【0246】
本発明のこの態様によれば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、ロータとステータとを含むアキシャルフラックスモータを有し、アキシャルフラックスモータは、回転部品を駆動するために磁気的に相互作用をするように構成され、2つの回転軸のうちの1つを中心とする走査運動を提供する。
【0247】
一実施形態では、アキシャルフラックスモータは、2つの回転軸の一方を中心にリング状に固定配置され、2つの回転軸の一方と平行な巻線軸を有する複数のコイルと、コイルと軸方向に対向して配置され、隣接する磁石が交互の極性を有する複数の磁石と、コイルと複数の磁石との相互作用が回転部品にトルクを与えるように複数のコイルを作動させるように構成された起動手段と、を有する。
【0248】
別の実施形態では、コイルは、回路基板の一方の側に配置され、例えば、回路基板の他方の側に、フロー偏向要素(フローディフレクション要素)が配置されるか、又はフロー偏向要素と回路基板とが複合板の構成要素である。
【0249】
別の実施形態では、磁石がロータディスク上に配置され、ロータディスクがシャフトに回転固定され、シャフトが回転部品に回転固定される。
【0250】
別の実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、シャフトのベアリングのベアリング予圧が、コイルの選択的作動によって発生する軸方向力によって特に影響を受けるように構成される。
【0251】
別の実施形態では、ロータディスクが、ユニットによって軸方向に両側を取り囲まれ、ユニットが各ケースにおいてリング状に配置された固定コイルを有し、特に、これらのユニットの1つは回路基板であり、磁石がコイルの反対側に配置される。
【0252】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、2つの回転軸ロータのうちの1つの制動中にエネルギー再生のための動作モードを有するように構成される。
【0253】
更なる実施形態では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、回転部品にトルクを加えるために、コイルが起動手段を介して励起され、結果として生じる回転電磁界が、磁石を備えたロータディスクに円周方向の磁力を加えるように構成される。
【0254】
本発明の別の態様は、本発明の他の態様とは別に、又は組み合わせて、インフラストラクチャ内、特に、建物又は施設、更に特に通過する人及び/又は車両に頻繁に暴露される区域内のオブジェクトを検出するための監視装置に関する。監視装置は、インフラストラクチャの三次元の点群を生成する3Dカメラと、視覚撮像カメラ、特に互いに異なる視線方向を有する2つの視覚撮像カメラであって、2つの視覚撮像カメラの各々が少なくとも180度の視野を有し、2つの視覚撮像カメラがレーザスキャナの周囲に円周方向に配置される、視覚撮像カメラと、熱撮像カメラ、特に互いに異なる視線方向を有する4つの視覚撮像カメラであって、各熱撮像カメラが、少なくとも80度の視野を有し、各熱撮像カメラが、レーザスキャナの周囲に円周方向に配置される、熱撮像カメラと、データインターフェース、特に無線及び/又は有線のデータインターフェースであって、3Dカメラからのデータと、視覚及び熱撮像カメラの画像データとを含むデータストリームを別個の受信装置に提供するように構成さるデータインターフェースと、を含む。
【0255】
3Dカメラはレンジイメージング用に設定された装置であり、レンジイメージングとは、通常は何らかのタイプのセンサーデバイスに関連付けられている特定のポイントからシーン内のポイントまでの距離を示す2Dイメージを生成するために使用される技術の集合の名前である。結果のイメージであるレンジイメージには、距離に対応するピクセル値がある。距離画像を生成するために使用されるセンサが適切に較正されている場合には、ピクセル値は、メートルのような物理単位で直接与えられ得る。
【0256】
例えば、監視装置は、ハイダイナミックレンジ(HDR)カメラ、特に単露光HDRカメラ、及び/又はマルチスペクトルカメラ、特にハイパースペクトルカメラを含む。
【0257】
更なる実施形態では、3Dカメラは、ステレオ画像化構成、構造化された光センサ、及びタイムオブフライトカメラのうちの1つとして実施される。
【0258】
本発明の態様は、図面に概略的に示される実施例を参照して、純粋に例として以下により詳細に記載され、又は説明される。図面では、同一要素には同一符号を付す。記載された実施形態は、一般に、スケールに忠実に示されておらず、また、本発明を限定するものとして解釈されるべきでもない。具体的には、以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【0259】
図1】建物調査におけるモバイルリアリティキャプチャ装置の例示的な用途;
図2】本発明によるモバイルリアリティキャプチャ装置の例示的な実施形態;
図3図2のモバイルリアリティキャプチャ装置内で使用されるレーザスキャナの例示的な実施形態;
図4】回転体の内側から来る出射レーザ測定ビームが、通過領域を通って環境に送られるように構成された回転体の例示的な実施形態;
図5】プリズムのない図4の回転体を通る断面図;
図6】挿入プリズムのある図4からの回転体を通る断面図;
図7】円筒プリズムを保持するように構成された回転体を通る断面図;
図8図3のレーザスキャナ用のカバーの例示的な形状;
図9】複数の光インジケータの例示的な実施形態であって、各光インジケータは、モバイルリアリティキャプチャ装置に対して固定されたスキャンセクションに割り当てられる;
図10】追加データが必要とされる領域の検出、例えば、図9によって示される光インジケータによって、検出された領域にガイダンスを提供するための検出;
図11】曲面を有する参照要素を含むレーザスキャナの例示的な実施形態;
図12】回転部分のない第1の領域と、レーザ測定ビームの走査移動のための回転部分を含む第2の領域とを有する冷却システムの例示的な実施形態であって、冷却システムは、第1の領域に外部空気を流入させるための空気入口を有する、冷却システムの例示的な実施形態;
図13】取得位置と、取得位置からプローブされる領域との間の幾何学的関係の評価を考慮することによるデータ記憶の制御;
図14】SLAM特徴と、前の軌跡に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の位置との間の相対的位置関係を想起することによるSLAMユニットの再初期化;
図15】モバイルリアリティキャプチャ装置及びサーバとクライアント間の通信を確立するように構成されたコンパニオン装置を含むシステム;
図16】監視装置としてのリアリティキャプチャ装置の例示的な用途、ここでは地下鉄駅の監視;
図17】本発明による監視装置の例示的な実施形態;
図18】モバイルリアリティキャプチャ装置を追加コンポーネントに取り付けるためのレセプタクルの例示的な実施形態;
図19】無線信号の信号強度の決定であって、環境の異なる無線信号受信領域への分類を示すヒートマップを決定するために、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡に沿って利用可能な、無線信号の信号強度の決定。
【発明を実施するための形態】
【0260】
図1は、建築又は不動産の分野におけるモバイルリアリティキャプチャ装置1の例示的な用途を示しており、例えば、建築家又は潜在的な住宅購入者は、詳細又は潜在的な拡張計画の改善された視覚化を提供するために、部屋又は建物全体の3Dモデルを有することを望んでいる。
【0261】
モバイルリアリティキャプチャ装置1は、例えば、同時ローカリゼーション及びマッピング機能を提供する目的のためのローカリゼーションユニットと、レーザスキャナと、カメラユニットとを備え、モバイルリアリティキャプチャ装置は、ユーザが部屋を通して持ち運ぶように構成される。部屋は、モバイルリアリティキャプチャ装置の移動中に調査され、レーザスキャナ及びカメラユニットからのデータは、例えばSLAM機能の範囲内で、ローカリゼーションユニットによって互いに参照される。
【0262】
ユーザの移動のおかげで、物体及び空間領域を異なる角度から測定することができ、その結果、影付け及び/又は死角を回避することができる。
【0263】
レーザスキャナは、レーザ測定ビーム2によって部屋を走査するように構成されており、レーザ測定ビーム2は、2つの回転軸、例えば、しばしば「遅い」軸又は方位角軸と呼ばれる垂直回転軸3、及びそれに対して直交し、しばしば「速い」軸又は仰角軸と呼ばれる回転軸4に対して移動する。
【0264】
一例として、所望の点対点分解能は、レーザ測定ビーム2のパルスレートを調整することによって、及び/又は2つの回転軸の周りの回転速度を調整することによって調整可能であり、ここで、しばしば、仰角軸4の周りの回転は、方位角軸3の周りの回転よりも高く設定される。
【0265】
カメラユニット(下記参照)のカメラは、モバイルリアリティキャプチャ装置の側面上に配置され、その側面は、モバイルリアリティキャプチャ装置の立設軸5を規定し、その側面は、立設軸の周りに円周方向に配置される。例えば、カメラユニットは、基本的に瞬時に、立設軸5の周りの180度を超える視野、特に360度をカバーする画像データを提供するように構成される。
【0266】
一例として、カメラユニットは、視覚SLAM機能で使用されることが予想される1つ又は複数のカメラ、例えば、三次元点群をカラー化するための1つ又は複数のカラーカメラ、例えば、高解像度詳細画像を提供するための1つ又は複数の高解像度カメラ、1つ又は複数の高ダイナミックレンジ(HDR)カメラ、例えば単一露光HDRカメラ、例えば、表面特性の識別又は異なる種類の表面を区別するための1つ又は複数のマルチスペクトルカメラ、特にハイパースペクトルカメラ、及び、例えば、温度情報を提供するための1つ又は複数の熱カメラを含む。
【0267】
モバイルリアリティキャプチャ装置1は、他のセンサを更に含んでもよく、又は追加の補助デバイスインターフェース、例えば、GNSSローバ又はディスプレイを取り付けるためのインターフェースを有してもよい。
【0268】
具体的には、モバイルリアリティキャプチャ装置1は、コンパニオン装置、例えばコンピュータ、タブレット又はスマートフォンの外部処理ユニットと通信するように構成され、例えば、レーザスキャナデータでカメラデータを参照するため、又は拡張表示機能を提供するために、このコンパニオン装置は、リアリティキャプチャ装置1の測定データの少なくとも一部を処理するように構成される。
【0269】
特に、リアリティキャプチャ装置1は、測定データを、例えばWLAN又はBluetooth接続を介して、測定プロセスと同時に、又は測定プロセスに対して少なくとも時間的に近接して開始されるデータストリーミングによって外部処理ユニットに送信するように構成され、その結果、外部処理ユニット上の測定データの処理は、データ取得と実質的に並行して行われ得る。例えば、このようにして、測定データは、例えば、モバイルリアリティキャプチャ装置1に結合されたディスプレイによって、連続的に成長するカラー3D点群としてユーザのために連続的に表示され得る。
【0270】
特に、ローカリゼーションユニットは、6つの自由度、すなわち、モバイルリアリティキャプチャ装置の位置及び方向(ポーズ)を用いて、モバイルリアリティキャプチャ装置1の軌跡を決定するように構成される。特に、モバイルリアリティキャプチャ装置1は、慣性測定ユニット(IMU-SLAM)のデータ、視覚SLAM(VSLAM)のためのカメラユニットの画像データ、及びLIDARベースのSLAMマッピング(LIDAR-SLAM)のためのレーザスキャナの光検出及び測距(LIDAR)データのうちの少なくとも1つを含むことによって、三次元マップを生成する同時ローカリゼーション及びマッピング(SLAM)のために構成されてもよい。
【0271】
なお、リアリティキャプチャ装置1には、ローカリゼーションユニットの他に、例えば、モバイルリアリティキャプチャ装置のデータをグローバル座標系で参照するためのグローバル衛星ナビゲーションシステム用送受信機やコンパス等の測位ユニットを付加してもよい。
【0272】
図2は、レーザスキャナ6と、複数のカメラ7を備えたカメラユニットとを備える、モバイルリアリティキャプチャ装置の例示的な実施形態を示す。
【0273】
レーザスキャナ6は、可視光に対しては不透明であるが、レーザ測定ビームに対しては光透過性であるカバー8を有する。カバー8は、レーザスキャナのベースと共に、モバイルリアリティキャプチャ装置に対して静止している閉じたハウジングを形成し、レーザスキャナ6のすべての移動部分はハウジングによって囲まれている。
【0274】
一例として、モバイルリアリティキャプチャ装置は、装置に統合される最小数の制御のみを必要とするように構成される。例えば、装置は単一の統合された制御要素9のみを有し、この制御要素9は、アクティブ状態と非アクティブ状態とを有し、アクティブ状態又は非アクティブ状態となるように外部動作を介して切り替えることができる。
【0275】
例えば、制御要素9の非アクティブ状態からアクティブ状態への状態の変化、制御要素9のアクティブ状態から非アクティブ状態への状態の変化、規定された時間の間の持続する外部効果(例えば制御ボタンの連続的な押圧)による制御要素9のスイッチング、制御要素9のアクティブ状態と非アクティブ状態との間の状態変化のコーディングされたシーケンス、及び規定された時間の間の制御要素9に対する一時的に持続する外部効果のコーディングされたシーケンスのうちの少なくとも1つによって、リアリティキャプチャ装置の個々の測定プログラム及び/又は動作をトリガすることができる。そのような測定プログラム又は動作は、レーザスキャナ6を起動/停止すること、定義された測定プロセスを開始すること、又は測定プロセスを中断/キャンセルすること及び再開することのうちの少なくとも1つを含み得る。
【0276】
モバイルリアリティキャプチャ装置は、定義された測定プログラム及びアクションがデバイス上に記憶され、及び/又は、例えば、制御要素9の状態及び/又は状態変化にコマンドを割り当てるための対応する入力機能を介して、ユーザによって新しい測定プログラム及びアクションが定義されるように構成することもできる。
【0277】
一例として、モバイルリアリティキャプチャ装置は、更に、例えば、リアリティキャプチャ装置の立設軸の周りのすべての方位角方向において状態表示が一様に見えるように装置状態を表示するための光インジケータ10を含む。更に、光インジケータ10は、案内命令(下記参照)を提供するように構成されてもよい。
【0278】
図3は、図2からのレーザスキャナ6のクローズアップを示しており、ベース11と支持体12とを含み、支持体12は、支持体回転軸3の周りでベース11に回転可能に取り付けられている。レーザスキャナ又は支持体回転軸3が正確に垂直に位置合わせされているかどうかにかかわらず、支持体12の支持体回転軸3を中心とする回転は、しばしば、方位角回転とも呼ばれる。
【0279】
レーザスキャナ6のコアは、支持体12内に配置された光測距ユニット13であり、パルスレーザ光等の透過放射2を照射し、透過放射の戻り部分を感光性センサからなる受信ユニットで検出して測距する。したがって、パルスエコーは、環境の後方散乱表面点から受信され、表面点への距離は、放出されたパルスの飛行時間、形状、及び/又は位相に基づいて導出することができる。
【0280】
図示された実施形態では、2つの回転軸3、4を中心とするレーザ測定ビームの走査移動は、ベース11に対して支持体回転軸3を中心に支持体12を回転させ、支持体12に回転可能に取り付けられビーム回転軸4を中心に回転する回転体14によって行われる。
【0281】
一例として、透過放射2及び透過放射の戻り部分の両方は、回転体14と一体の反射面15によって偏向されるか、又は回転体14に適用される。
【0282】
あるいは、本発明の一態様は、透過放射が反射面15とは反対側、すなわち回転体14の内部から来て、反射面内の通過領域を介して環境中に放出されるという事実に関する(下記参照)。
【0283】
測距ビーム2の出射方向を決定するためには、多くの異なる角度決定ユニットが従来技術で知られている。例えば、角度エンコーダによって出射方向を検出することができ、角度エンコーダは、支持体回転軸3を中心とした支持体12、又はビーム回転軸4を中心とした回転体14の絶対角度位置及び/又は相対角度変化を検出する角度データを取得するように構成される。他の可能性は、全回転を検出し、設定された回転周波数の知識を使用するだけで、支持体12又は回転体の角度位置をそれぞれ決定することである。
【0284】
データの視覚化は、一般に知られているデータ処理ステップ及び/又は表示オプションに基づいて行うことができ、例えば、取得されたデータは、3D点群の形態で提示されるか、又は3Dベクターファイルモデルが生成される。
【0285】
図4は、回転体14の例示的な実施形態を示しており、これは、支持体12に取り付けられ、ビーム回転軸の周りの環境から戻る透過放射2又は透過放射の一部の偏向のために構成される。
【0286】
回転体14は、反射面に配置された透過放射2の通過領域16を有する。透過放射2は、反射面15とは反対側、すなわち回転体14の内側から入射する。
【0287】
環境から戻ってくる透過放射の部分17は、反射面15によって光学窓に向けて偏向され、例えば追加の固定偏向手段18によって光学測定ユニットの受信機に送られる。
【0288】
例えば、このいわゆる「透過放射の後方注入」は、レーザスキャナのコンパクトな設計を可能にするという利点を有する。
【0289】
一例として、透過放射2の偏向は、回転体14内に配置され、回転体と共回転するプリズム19によって行われ、プリズムは、透過放射をビーム回転軸から離れて、特に図示された実施形態のように、ビーム回転軸に垂直な方向に偏向する。
【0290】
回転体14は、特に、透過する放射2が、レーザ源20によって、例えば、直接又は光ファイバによって、回転体14内の自由ビーム部分21内に放射されるように構成されてもよく、特に、更なる追加の光学系22が回転体14内に配置されてもよい。
【0291】
図5及び図6は、ビーム回転軸4に沿って形成されたレセプタクル23の例示的な実施形態を含む、図4の回転体14を通る断面のセクションを示し、レセプタクル23は、プリズム19を透過放射2の偏向コンポーネントとして受け入れるように構成される。図5はプリズム19のないレセプタクル23を示し、図6はプリズム19が内蔵されたレセプタクル23を示す。
【0292】
一例として、レセプタクル23は、直方体プリズム19を受け入れるための略直方体形状を有する。直方体エッジは、第1の安定化平面24及び第2の安定化平面25を画定する。図示の実施形態では、第1の安定化平面24は、第1の接触面26及び第2の接触面27を有し、第2の安定化平面25は、第3の接触面28及び冗長面29(プリズムの安定化には使用されない)を有し、凹部30が、第1の接触面26と第2の接触面27との間及び第3の接触面28と冗長面29との間に形成される。この場合、第1の接触面26が第3の接触面28に隣接することにより、角部31が形成され、ここでは90度の角部である。
【0293】
特に、プリズム19は、角部31を解放するファセットを有してもよく、プリズムは、固定構成要素32によって、典型的には、中間ロールオーバー構成要素33を介して、角部31の方向に押圧され、その結果、3つの接触面26、27、28上の力は、本質的に等しくなる。
【0294】
本発明の特定の態様は、回転体14又はレセプタクル23のそれぞれの製造に関し、特に、回転体14及びレーザスキャナ全体のコンパクトな設計に関連する。
【0295】
例えば、回転体14は、旋盤によって回転体として形成され、その後、レセプタクル23の凹部30は、例えば、ドリル、プレーニング、又はフライス加工によって形成される。具体的には、このように形成された回転体14は、偏向コンポーネント用のレセプタクル23、例えばプリズム19を有してもよく、レセプタクル23は、図に示すように、ビーム回転軸4と同軸に配置されたミラー軸を同時に有している。
【0296】
また、回転体14及びレセプタクル23は、特に大量に生産する必要がある場合には、射出成形法によって形成することもできる。
【0297】
図7は、図5及び図6に示されるような直方体プリズムの使用に代わるものを示し、ここで、その代わりに、円形シリンダプリズム19’が、回転体内の透過放射のための偏向コンポーネントとして使用される。
【0298】
ここでは、レセプタクルは、丸い押圧領域31’及び、再び固定構成要素32及び中間ロールオーバー構成要素33によって、受けたプリズム19’を回転させて固定するための対向機構、例えば2つのネジ穴34、を有する。
【0299】
図8は、本発明の更なる態様による、図3からのレーザスキャナのためのカバーの例示的な形状を示す。カバーは、支持体回転軸3に対して回転対称であり、下部構造体(図示せず)に取り付けることができ、カバーは、下部構造体と共に、支持体12及び回転体14のベースに対して静止しているエンクロージャ(図3図4)を形成する。
【0300】
カバーは実質的に半球状のヘッド部35を有し、このヘッド部は、下部構造体の方向に沿って円筒状のシェル36に合流する。
【0301】
カバー及び下部構造体は、支持体12の支持体回転軸3を中心とする回転によって画定される方位角方向に360度、及び回転体14のビーム回転軸4を中心とする回転によって画定される偏角方向に少なくとも120度のレーザスキャナ6の測定動作の全視野を確保するように構成される。すなわち、支持体回転軸3を中心とする支持体12の方位角にかかわらず、透過放射2は、偏角120度以上で偏角方向に広がる垂直視野38をカバーすることができるように構成されている。
【0302】
一例として、全視野は、典型的には、支持体回転軸3とビーム回転軸4との交差によって画定されるレーザスキャナ6の中心基準点39を参照する。
【0303】
このように、距離測定は、ヘッド部35を通過する透過放射2と、円筒シェル36を通過する透過放射2との両方に基づいて行われる。
【0304】
カバーの境界の断面、特に、基準点39から開始して、透過放射2がカバーを通過する角度の関数としての境界の厚さは、透過放射のビーム形状に影響を及ぼす。このため、カバーの曲率によって、透過ビーム2の焦点ずれが生じ、レーザスキャナ6の焦点距離が長くなる。したがって、カバーによって生じるビーム偏向を補正するためのスプラインベースの補正パラメータを、レーザスキャナに記憶することができるように、境界が最適化される。
【0305】
例えば、ヘッド部35における境界は実質的に一定の厚さを有し、この厚さは、円筒シェル35において下部構造体の方向に減少する。
【0306】
更に、カバーは、例えば、特殊な光学コーティング、特に原子層蒸着(ALD)及び/又は耐スクラッチ性コーティングによって適用される反射防止コーティングを有してもよい。
【0307】
図9は、複数の光インジケータ40を有するモバイルリアリティキャプチャ装置1’の例示的な実施形態を示し、各光インジケータは、モバイルリアリティキャプチャ装置1’に対して固定されたスキャンセクションに割り当てられる。
【0308】
画像の左側は、モバイルリアリティキャプチャ装置1’の側面図を示し、右側は、モバイルリアリティキャプチャ装置の上面図を示し、上面図には、複数の光インジケータ40のみが示されている。
【0309】
一例として、複数の光インジケータ40は、6つの光インジケータ40A、40B、40C、40D、40E、40Fを備え、側面上の各光インジケータの配置が、割り当てられたスキャンセクション、「前方」方向41A(制御要素9の反対側、図2)、「後方」方向41B、「左前方」方向41C及び「右前方」方向41D、並びに「左後方」方向41E及び「右後方」方向41Fに対応するようになっている。
【0310】
例えば、光インジケータは、例えばリアルタイムで、それぞれのスキャンセクション内で取得されたデータをプロービングするための品質パラメータの表示を提供してもよく、又は光インジケータは、環境の領域、例えば、追加データの取得が必要な領域(図10参照)に向けて、モバイルリアリティキャプチャ装置1’の現在位置からのガイダンスを提供してもよい。
【0311】
図10は、図9のモバイルリアリティキャプチャ装置1’を使用することによる走査ワークフローを概略的に示し、モバイルリアリティキャプチャ装置は、データチェックを実行するように構成され、例えば、デバイスは、データチェックが自動的にトリガされる部屋の出口42に向かう動きの認識に基づいて、測定キャンペーンの終了を自動的に認識するように構成される。
【0312】
図は、測定される部屋の上面図を示しており、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡43が示されている。
【0313】
装置は、部屋のモデルデータ、例えば装置のSLAMアルゴリズムによって生成された三次元マップ、又は、例えばビルディング情報モデル(BIM)からの事前定義された部屋モデルへのアクセスを有する。
【0314】
第1の領域44において、リアリティキャプチャ装置は、測定される部屋の壁までの距離が、レーザスキャナの最適な点分解能を提供するための公称距離範囲外であったことを認識する。したがって、装置は、不十分なデータ品質を有する認識領域44に向かってユーザを案内する案内データを生成するように構成される。
【0315】
第2の領域45では、モバイルリアリティキャプチャ装置は、例えば事前に定義された部屋モデルを考慮することによって、測定中に見落とされた部屋を認識する。この場合も、装置は、ユーザをこの見落とされた部屋に案内する案内データを生成する。
【0316】
例えば、複数の光インジケータ40A~40F(図9)によって案内を提供することができる。
【0317】
図11は、曲面を有する参照要素46を備えるレーザスキャナの例示的な実施形態を示す。
【0318】
図示の実施形態では、参照要素46は、外側に、すなわち回転体14の方向にアーチ状に形成された曲面を有し、参照要素46は、支持体12の底部領域の凹部に埋め込まれている。凹部の側壁4は、回転するレーザ測定ビーム2によって走査面を横断し、放射スワンプとして作用するように構成される。
【0319】
このため、参照要素46は、出射レーザ測定ビーム2が曲面上にトラックを生成する効果を有し、トラック位置に応じて、曲面による出射レーザ測定ビーム2の異なる入射角が発生し、レーザ測定ビーム2の入射方向に沿って光の散乱割合が異なる(図の右側の拡大図を参照。拡大図は、フルイメージに対して側面から見た詳細を示している。)。
【0320】
図12は、モバイルリアリティキャプチャ装置の冷却システムの例示的な実施形態を示し、装置は、回転部分のない第1の領域48と、レーザ測定ビームの走査運動を提供するためのレーザスキャナの回転部分を含む第2の領域49とを有する。
【0321】
モバイルリアリティキャプチャ装置は、外気を含む空気流を駆動するポンプ装置(図示せず)と、外気51を第1の領域48に流入させる空気入口50と、第1の領域からの空気、すなわち空気入口50を越えて入った空気を、第2の領域49に流入させる空気流路52とを有する。図示の実施形態では、リアリティキャプチャ装置は、第1の領域から冷却リブ53を含む領域に空気を分離して送るように更に構成される。
【0322】
更に、冷却システムは、少なくとも防雨フィルタである第1のフィルタ54と、第1のフィルタ54よりも細かいフィルタ繊度を有する第2のフィルタ55とを備えた2段階のフィルタリングシステムを含む。第1のフィルタ54は、空気入口50に配置され、冷却システムの内部空間を周囲から分離し、第2のフィルタ55は、内部空間に配置され、第1のフィルタ54と第2のフィルタ55との間で第2のフィルタ55の上流に位置する汚れた内部ゾーン56と、第2のフィルタの下流で第2のフィルタと周囲に空気を放出する空気出口58との間に位置する清浄な内部ゾーン57とに内部空間を分離する。例えば、空気出口58は、外部からの空気の還流による汚染から内部空間を保護するために、第1のフィルタと同種のフィルタを備える。
【0323】
図13は、走査ワークフローを概略的に示す図であり、収集位置と収集位置からプローブされる領域との間の幾何学的関係の評価を考慮して冗長データが削除される。
【0324】
図は、測定される部屋の上面図を示しており、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡43が示されている。
【0325】
モバイルリアリティキャプチャ装置は、モバイルリアリティキャプチャ装置の取得位置とプローブされる領域との幾何学的関係を評価するデータ評価ユニットを有する。例えば、モバイルリアリティキャプチャ装置は、環境の三次元マップを提供するSLAMユニット、例えば視覚SLAMユニットを有することができる。これにより、評価ユニットは、三次元マップ内のモバイルリアリティキャプチャ装置の現在位置59を決定し、この点における周囲に対するこの点の幾何学的関係を導出することができる。
【0326】
一例として、評価ユニットは、軌跡43上のモバイルリアリティキャプチャ装置の以前の位置60と比較して、以前に撮像された領域62に対する現在の距離61が、以前の位置60に対応する距離63と比較して、モバイルリアリティキャプチャ装置のカメラユニットの焦点距離を一致させるのにより適していることに気付く。
【0327】
したがって、前の取得に対応する画像データは、広範なデバイス上のデータ解析を必要とすることなく自動的に削除され得る。したがって、冗長データをセンサの近くで削除することができ、これは、例えば、必要な記憶容量及びコンパニオン装置へのデータ転送速度に関する利点を有する。
【0328】
図14は、走査ワークフローを概略的に示しており、ここで、モバイルリアリティキャプチャ装置は、SLAM特徴と、前の軌跡に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の位置との間の相対的位置関係を想起することによって、SLAMユニットの再初期化のために構成される。
【0329】
図は、測定される部屋の上面図を示しており、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡43が示されている。
【0330】
モバイルリアリティキャプチャ装置は、3Dマップを生成するように構成されたSLAMユニットを有し、3Dマップは、環境内の異なる顕著な特徴、例えば、角部又は異なる反射特性を有する特徴を識別することによって生成される。例えば、SLAMユニットは、視覚SLAMアルゴリズムに基づくことができ、SLAMユニットは、連続的に生成された画像内に存在する顕著な特徴をマッチングさせて、これらの画像によって表されるシーンを互いに空間的にリンクする。
【0331】
本発明のこの態様によれば、リアリティキャプチャ装置は、フィーチャトラッカーを更に有する。軌跡に沿った異なる点について、フィーチャトラッカーは、識別された特徴65の相対的な位置、すなわち、現在の位置に関連付けられたローカル座標系64内の位置を決定し、記憶する。そして、例えば停電による測定中断の場合や、前回の測定キャンペーンからの作業が継続される場合には、ユーザは、軌跡に沿った最後の位置に近い位置を再設定しなければならず、モバイルリアリティキャプチャ装置は、軌跡43に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の最新の位置に対応する一連の相対的特徴位置を想起することによって、3Dマップの生成を継続するためにSLAMユニットを再初期化するように構成される。
【0332】
図15は、モバイルリアリティキャプチャ装置1とコンパニオン装置66、例えばタブレット又はスマートフォンを含む例示的なシステムを示す。
【0333】
図示の実施形態では、コンパニオン装置66は、サーバとクライアント間の通信のプロトコルのサーバとして動作するように構成され、モバイルリアリティキャプチャ装置1は、クライアントとして動作するように構成される。サーバとクライアント間の通信のためのアクセスデータ、例えばサービスセット識別子(SSID)及びサーバのパスワードは、コンパニオン装置66上に表示されるマトリックス・バーコード67、例えばQRコード(登録商標)にコーディングされる。モバイルリアリティキャプチャ装置は、カメラ7を有し、カメラ7は、例えば制御要素9を押すことによって、ユーザによる手動トリガによって、マトリックス・バーコード67の画像を取得することができる。そして、モバイルリアリティキャプチャ装置1は、画像中のマトリックス・バーコード67を自動的に認識し、マトリックス・バーコードを自動的に復号し、マトリックス・バーコード67の復号時にサーバとクライアント間の通信を自動的に確立するように構成される。
【0334】
図16は、ここでは地下鉄駅の監視のための、混雑した地域における監視装置100としてのリアリティキャプチャ装置の例示的な適用を示す。典型的には、監視システムは、多数のそのような監視装置100を含み、これらの監視装置は、最小限の死角で完全なカバレッジを提供するためにインフラストラクチャ内に分散される。
【0335】
多数の移動物体101、例えば、歩行者、列車、地下鉄の乗客、及びマーケッターが、エリア内を移動しており、そのような監視装置100を利用する監視システムは、特に、移動物体101を自動的に追跡し、残留物体102、例えば有害物質又は爆発物を含む可能性のあるスーツケースを自動的に検出するように構成されてもよい。
【0336】
図17は、監視装置100として具体化されたリアリティキャプチャ装置の例示的な実施形態を示す。図の上部は監視装置100の側面図であり、図の下部は監視装置100の上面図である。
【0337】
監視装置100は、レーザ測定ビームを2つの回転軸に対して走査移動させ、それに基づいて、三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナ6を備える。
【0338】
レーザスキャナを支持するベース11は、カメラユニットのカメラも支持する共通のセンサプラットフォームとして構成される。図示の実施形態では、カメラユニットは、それぞれの視覚撮像カメラ103が少なくとも180度の視野を有する2つの視覚撮像カメラ103と、4つの熱撮像カメラ104とを備え、4つの熱撮像カメラ104の各々は少なくとも80度の視野を有する。
【0339】
2つの視覚カメラ103はレーザスキャナ6の周囲に180度の角度間隔で配置され、4つの熱カメラ104はレーザスキャナ6の周囲に90度の角度間隔で配置される。
【0340】
図18は、モバイルリアリティキャプチャ装置を追加の構成要素に取り付けるためのレセプタクル68の例示的な実施形態を示す。
【0341】
レセプタクル68は、貫通軸69に沿って、モバイルリアリティキャプチャ装置への追加部品のコネクタ71のピン70と、ロック機構とを受容するための凹部を有する。ロック機構は、ロック体72、例えば、ロック位置において、ピン70のキャビティ73に係合するために、貫通軸69に向かって半径方向内側に押される球を含む。ロック機構は、ロック位置がその基本位置であるように構成される。ロック機構は、接触要素74を貫通軸69に沿った方向に押すことによって解放位置に設定することができ、それによって、ロック体72を半径方向に逃がし、それによってピン70を解放することができる。
【0342】
図示の実施形態では、ロック機構は、貫通軸69に沿って軸方向に移動可能に構成された摺動要素75を備え、プレストレスばねが摺動要素75を基本位置に押し、これがロック体72を半径方向内側に押す。
【0343】
コネクタ71は、円周方向に連続したキャビティ73を有するピン70を備え、コネクタは、レセプタクル68の接触要素74を係止位置で貫通軸69に沿った方向に押すように構成された解放機構76を有する。
【0344】
図の上部は、現在レセプタクル68内に移動されるコネクタ71を示す。図の中央は、コネクタがレセプタクルに固定され、ロック位置にある状態を示している。図の下部は、レセプタクル68内に配置されたコネクタ71を示し、ここで、解放機構が作動され、レセプタクルはその解放位置にある。
【0345】
図19は、無線信号モジュール、例えばWLANモジュールを有するモバイルリアリティキャプチャ装置を使用して、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡43に沿って利用可能な無線信号の信号強度を決定するためのワークフローを例示的に示す。
【0346】
上の図は、測定される部屋の上面図であり、モバイルリアリティキャプチャ装置の軌跡43が示されている。
【0347】
部屋には多数のWLAN送信機77が分散されており、各WLAN送信機についてWLAN信号の伝搬が示されている。本発明のこの態様によれば、モバイルリアリティキャプチャは、WLAN信号の一連の決定された信号強度を含むデータセットを提供するように構成され、各信号強度は、軌跡43に沿ったモバイルリアリティキャプチャ装置の位置に関連付けられる。
【0348】
一例として、画像の下部に示されているように、そのようなデータセットを使用して、部屋を異なる無線信号受信領域に分類することを示すヒートマップ78を生成することができ、例えば、受信なしエリア79、非常に強い受信80、強い受信81、中間受信82、及び低い受信83が識別される。
【0349】
更に、そのようなデータは、例えばスマートフォンによって使用されるように、WLANベースのローカリゼーションのために使用され得る。
【0350】
本発明は、いくつかの好ましい実施形態を部分的に参照して上述したが、実施形態の異なる特徴の多数の修正及び組み合わせを行うことができることを理解されたい。これらの変更のすべては、添付の特許請求の範囲の範囲内にある。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
【手続補正書】
【提出日】2021-08-16
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
インフラストラクチャ内、特に、建物又は施設、更に特に通過する人及び/又は車両に頻繁に暴露される区域内のオブジェクトを検出するための監視装置であって、
・ 2つの回転軸に対するレーザ測定ビームの走査移動を行い、それに基づいてインフラストラクチャの三次元点群を生成するための光検出及び測距(LIDAR)データを生成するように構成されたレーザスキャナと、
・ 監視装置に対して少なくとも2つの異なる撮像方向に沿って画像データをキャプチャするように構成されたカメラユニットと、
・ LIDARデータと画像データの少なくとも1つに基づいて監視されたインフラストラクチャ内のオブジェクトを検出するように構成されたオブジェクト検出器と、
を含み、
監視装置が、
・ データストリームを生成し、LIDARデータ及び画像データを含むデータストリームを、データインターフェースの手段を用いて、別の受信装置に提供するように構成され、及び
・ オブジェクト検出器によるオブジェクトの検出時に、自動的に低データモードから高データモードに切り替えるように構成され、低データモードと比較して、高データモードではデータストリームのデータ量が増加する
ことを特徴とする、監視装置。
【請求項2】
監視装置が、物体検出器による物体の検出時に、低周波キャプチャモードから高周波キャプチャモードに自動的に切り替えるように構成され、
低周波キャプチャモードと比較して、高周波キャプチャモードにおいて、以下のパラメータの少なくとも1つが増加され、
以下のパラメータが、
・ レーザスキャナの点繰返し率、
・ 2つの回転軸のうちの少なくとも1つに対するレーザ測定ビームの回転速度、及び
・ カメラユニットのカメラの露出率
であることを特徴とする、請求項1に記載の監視装置。
【請求項3】
監視装置が、
・ レーザスキャナを支持するベースと、
・ ベース上に取り付けられるカバー、特に可視光に対して不透明なカバーであって、カバーとベースがレーザスキャナのすべての可動部分を包み込むように、外部からの可動部分が触れられないようにする、カバーと
を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の監視装置。
【請求項4】
監視装置が、
・ LIDARデータ、特に、三次元点群及び/又は三次元ベクターファイルモデルを考慮して、インフラストラクチャの三次元モデルを生成するように構成され、及び/又は
・ 画像データからパノラマ画像を生成するように構成され、すなわち、カメラユニットの視方向の異なる個々の画像をつなぎ合わせて、個々の画像よりも広い視野を有する画像を形成するパノラマ画像を形成し、特に、モバイルリアリティキャプチャ装置が、360度パノラマ画像を生成するように構成される
ことを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の監視装置。
【請求項5】
データインターフェースが、無線及び/又は有線のデータインターフェースであることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載の監視装置。
【請求項6】
・ 監視装置が、LIDARデータ、特に三次元点群及び/又は三次元ベクターファイルモデルを考慮して、インフラストラクチャの三次元モデルを生成するように構成され、
・ オブジェクト検出器が、三次元モデルに基づいてオブジェクトを検出するように構成され、特に、オブジェクト検出器が、三次元モデル上で特徴認識アルゴリズムを実行し、それに基づいて、意味的及び/又は幾何学的な特徴を認識するように構成される
ことを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載の監視装置。
【請求項7】
カメラユニットが、視覚撮像カメラと熱撮像カメラとの少なくとも1つを備えることを特徴とする、請求項からいずれか1項に記載の監視装置。
【請求項8】
カメラユニットが、互いに異なる視線方向を有する2つの視覚撮像カメラを含み、2つの視覚撮像カメラの各々が、少なくとも180度の視野を有し、2つの視覚カメラが、レーザスキャナの周囲に円周方向に配置され、
特に、2つの視覚撮像カメラが、レーザスキャナを取り囲む外環であって、中心リング軸を画定する外環上に配置され、中心リング軸の周りの回転に対する2つの視覚撮像カメラの角度間隔が、150度から180度である
ことを特徴とする、請求項に記載の監視装置。
【請求項9】
カメラユニットが、互いに異なる視線方向を有する4つの熱撮像カメラを含み、4つの熱撮像カメラの各々が、少なくとも80度の視野を有し、4つの熱撮像カメラが、レーザスキャナの周囲に円周方向に配置され、
特に、4つの熱撮像カメラが、レーザスキャナを取り囲む外環であって、中心リング軸を画定する外環上に配置され、4つの熱撮像カメラが、中心リング軸の周りの回転に関して均一な角度分離を有して互いに分離される
ことを特徴とする、請求項又はに記載の監視装置。
【請求項10】
監視装置が、ハイダイナミックレンジ(HDR)カメラ、特に単一露出HDRカメラ、及び/又はマルチスペクトルカメラ、特にハイパースペクトルカメラ、及び/又は3Dカメラ構成を含むことを特徴とする、請求項7から9のいずれか1項に記載の監視装置。
【請求項11】
2つの回転軸が0.1Hzよりも速く、特に1Hzよりも速く回転するLIDARデータを生成するように構成されたレーザスキャナであって、LIDARデータが、少なくとも300000ポイント/秒、特に500000ポイント/秒のポイント取得レートで生成されることを特徴とする、請求項1から10のいずれか1項に記載の監視装置
【請求項12】
カバーが、レーザスキャナの周囲の単位球の半分よりも大きいレーザスキャナの視野を提供することを特徴とする、請求項に記載の監視装置
【請求項13】
レーザスキャナが、
・ ベースに取り付けられ、ベースに対して回転可能な支持体、及び
・ 出射レーザ測定ビームを偏向し、レーザ測定ビームの一部を戻すための回転体であって、支持体上に取り付けられ、支持体に対して回転可能である回転体
とを含み、
LIDARデータの生成が、
・ ベースに対する支持体の連続回転と、支持体に対する回転体の連続回転と、
・ 連続的に回転する回転体を介したレーザ測定ビームの出射、及び回転体を介して戻ってくるレーザ測定ビームの一部の検出とを行うことを含むことを特徴とする、請求項3又は4に記載の監視装置
【請求項14】
レーザスキャナが、支持体に対する回転体の連続回転が支持体のベースに対する連続回転よりも速いように構成され、
持体の連続回転が少なくとも1Hzであり、回転体の連続回転が少なくとも50Hzである、請求項13に記載の監視装置