Pegasus Mobile Mapping

3D Day / Punktwolken und Bilder
7. April 2016 Umweltarena Spreitenbach
Capturing reality – better, faster, smarter.
Simon Bär, pat. Ing. Geometer, Verkaufsingenieur Leica Geosystems
Michal Reiprich, Mobile Mapping, EMEA Central/East, Leica Geosystems
Unlimited Mobile Mapping – Pegasus:Two, Backpack, Stream, SiTrack
Realität Erfassen
DIE ERDBEVÖLKERUNG WÄCHST VON
HEUTE 7.4 MILLIARDEN – 10 MILLIARDEN IN 40
JAHREN
Unsere Städte ändern – Tag und Nacht
~3.1 Million
Credit: US Government
~1.6 Million
Realität im sehr schnellen Wandel – Beispiel London






Grösste Stadt Europas – Bevölkerung 8.6M auf 1572 km2 oder 5197 pro km2
 11M im Jahr 2050
Port of London (Hafen) – 2nd grösster Hafen in UK
 In kurzer Zeit vermutlich grösster Hafen
5 Flughäfen – Heathrow, Gatwick, City, Luton, und Stansted
5th grösste Stadt der Welt. 22% der Britischen Wirtschaft
18% mehr Neubauten von Bürogebäude als vor 6 Monaten – einschliesslich neuer Wolkenkratzer
 24% mehr Abrisse als vor 6 Monaten
Aktuelle Grossinfrastruktur Projekte
 Hochgeschwindigkeits Zug – 60 Milliarden
 Crossrail (180km Regionallinien) – 21 Milliarden
 Thames Ideway Tunnel – 6 Milliarden
 Battersea Power Station – 11 Milliarden
 Earls Court new exhibition centre – 11 Milliarden
 Bartholomew’s & Royal London Hospitals – 1.5 Milliarden

4 Dez 2016 – 4.735M Leute unterwegs mit
Londons U-Bahn – 55% der Bevölkerung
?
Wahl der richtigen Erfassungsmethode
Unlimited Mobile Mapping –
Pegasus:Two, Backpack, SiTrack One, Stream
Pegasus:Two
Pegasus:Backpack
SiTrack:One
Pegasus:Stream
Wahl des richtigen Mobile Mapping Produkts
S1
many
a lot
BP
few
Aufnahmegeschwindigkeit (km/h)
P2
<2cm
3cm
Genauigkeit
>5cm
sehr viel



Fahrzeuggeschwindigkeit
Nur Aussenbereich
Geschwindigkeit bestimmt max
Punktanzahl pro m2
viel
Pegasus 2
Pegasus:Stream
wenig
Aufnahmegeschwindigkeit (km/h)
WÄHLE DAS RICHTIGE PRODUKT
SiTrack
1
<2cm


Geh- bis JoggingGeschwindigkeit
Untergrund

Gehgeschwindigkeit – Aussen- und
Innenbereich
Backpack
3cm
Genauigkeit
>5cm
Pegasus:Two
Pegasus:Two P20
Pegasus:Two Z+F 9012
Pegasus:Two Velodyne
Pegasus:Two Imagery
 Leica P20 Scanner
 Z+F 9012 Profiler
 Velodyne HDL-32
Kein Laser Scanner
 1 Mio. Points. / Sec.
 1 Mio. Points / Sec.
 2 x 700’000 Points / Sec.
-
 100Hz
 200Hz
 10Hz mit 32 Laser
-
 270° Erfassungs Winkel
 360° Erfassungs Winkel
 360° Erfassungs Winkel
-
 Drehbare Befestigungsplatte
 Drehbare Befestigungsplatte
 Drehbare Befestigungsplatte
-
 8 x 4Mpx Camera
 8 x 4Mpx Camera
 8 x 4Mpx Camera
 8 x 4Mpx Camera
 Kugel Panorama
 Kugel Panorama
 Kugel Panorama
 Kugel Panorama
 Eigenreflexionsgrad kalibriert
Welches System eignet sich am Besten:
 Felxibler Einsatz –
Terrestisches Laserscanning
und Mobile Mapping
 Geringes Rauschen, hohe
Dichte, fixe Position für 360°
 Ideal für mobile Vermessung

Höchster Punkt Dichte auf dem
Markt mit Dual-Profiler, ideal für
GIS-Anwendungen oder für
autonome Referenzsysteme
 Nur Kamera –
Einstiegsvariante
Pegasus:Two
ROI (Return on Investment, Kosteneinsparung)
Neue Geschäftsmodelle
SiTrack:One
Pegasus:Stream
Pegasus:Backpack
Pegasus:Two
Flexibilität (Fahrzeug unabhängig)
Hohe Vermessungsgenauigkeit
Traditionelle Vermessung
Pegasus:Two
Begrenzte Kapazität der Punktaufnahme
Verkehrsregelung
Sicherheits-Bedenken
Eingeschränkte Sichtverhältnisse. Viele
Umstellungen
Die heutige Standard-Vermessungs Methode:
Einmessen eines Punktes nach dem anderen mit einer RoboterTotalstation oder einem GNSS-Empfänger.
Operateur ist am Wind und Wetter
ausgesetzt
etc
Aufgabe: Erfassung von Querprofilen
Traditionelle Vermessung
Pegasus:Two
Einzelpunkte vom Feld überführen in ein
CAD
Die heutige Standard-Vermessungs Methode:
Import-Punkt-Datei in der CAD-Software und Erzeugung der
Karte.
Code-Zuweisung zu jedem Punkt
Erfassen der Daten aus der virtuellen Realität
Pegasus:Two
Abgriff von Punkten aus den Pegasus
Daten der virtuellen Realität
Im Arbeitsprozess sind die Bilder
integriert für einfacheres Auswerten
Anstatt terrestrische Erfassung auf dem Feld, erfassen der Punkte
aus der virtuellen Realität in MapFactory: «Virtuelle Vermessung»
Virtuelle Vermessung mit Geocodierung
Virtuelle Vermessung = ROI (Return on Investment)
Vergleich zwischen herkömmlichen Verfahren und
virtuellen Vermessung
 Topographische 3D Karte 1/200
10 km
Feldaufnahme
MapFactory
Karte erzeugen
Reisekosten
Traditionel
Pegasus
29 Tage
½ Tag
0
29 Tage
20 Tage
4000 CHF
49 Tage
300 CHF
~30 Tage
Pegasus:Two Kundenerfahrung ~ 30% bis 50% Ersparnis
Pegasus:Two
Abgriff von virtuellen Punkten aus
Pegasus Daten
Einsparungen im Bereich:
Anfahrtskosten / Reisekosten
Flexibilität
Organisation
Sicherheit / Absperrung
Ausfälle Mitarbeiter
Versicherung / SUVA
Arbeitsersparnis
Nachmessungen
Mobile Mapping Evolution
Pegasus:Two
Neue Auftragsmöglichkeiten
Rear Camera => Oberflächen Prüfung
Sky Camera => City Modeling
Lidar => Oberflächen Prüfung (IRI)
Thermal Sensor => Energie Effizienz /
Vorbeugende Wartung
Ground Penetration Radar => Untergrund GIS
External Sync Port
Umweltverschmutzung / Geräuschsensor => Index für
Lebensqualität
Strassen Oberflächen-Analyse mit Rear Camera
Pegasus:Two
Riss-Detektion
Orthofoto der Strassenoberfläche von
der Rear Camera
IRI Index (International Roughness
Index) erstellen mit Profiler
(Längsebenheit -> wie stark vibriert es
beim Fahren)
Georeferenzierte Karte der Oberflächen
Qualität
Felxibel, einfach, schnell einsatzbereit, Fahrzeug unabhängig
Pegasus:Two
Gleis Erfassung und Überprüfung
Kollisionserkennung und Dokumentation
Farhrleitungen, Masten
Tunnel Analyse
Schaden Inspektion - Brücken / Docks
Deformations Beurteilung
SiRail Suite Software
Pegasus:Two
SiRailScan Suite
ATrack
Suite
Erfassung Schienen und Achse
Kollisionserkennung und Dokumentation
Fahrleitungen
SiRail
Manager
Tunnel Analyse
Gleisschotter
SiRailScan
Gleisvermessung mit SiRailScan
Pegasus:Two
SiRailScan
Erfassung Schienen und Achse
Kollisionserkennung und Dokumentation
Fahrleitungen
Tunnel Analyse
Gleisschotter
Gleisvermessung mit SiRailScan
Pegasus:Two
SiRailScan
Erfassung Schienen und Achse
Kollisionserkennung und Dokumentation
Fahrleitungen
Tunnel Analyse
Gleisschotter
Gleisvermessung mit SiRailScan
Pegasus:Two
SiRailScan
Erfassung Schienen und Achse
Kollisionserkennung und Dokumentation
Fahrleitungen
Tunnel Analyse
Gleisschotter
Gleisvermessung mit SiRailScan
Pegasus:Two
SiRailScan
Erfassung Schienen und Achse
Kollisionserkennung und Dokumentation
Fahrleitungen
Tunnel Analyse
Gleisschotter
Hohe Vermessungsgenauigkeit mit Pegasus:Two
Hohe Genauigkeit erreicht durch konstruktive Massnahmen – Maximaler Nutzen aus allen Datenquellen
 Multi-band GNSS Empfänger
 Höhere Genauigkeit
 Bessere Satelliten Geometrie
 Optimale Nutzung der verfügbaren Satellitenignale
 Inertial Processing (Zwischenwerte Interpolation anhand INS Werten) – Beste kommerzielle Lösung
 Mehr als 20 Jahre Erfahrung in der post-processing Auswertung
 Robuste Lösung
 Kalibrierung
 Echte Kalibrierung, nicht nur anhand von Computermodellen
 Gleicher Kalibrierungprozess wie bei hochauflösenden Luftbildaufnahmen – Feldkalibrierung
 Sensor Bus Architektur ausgelegt auf Stabilität und Repetierbarkeit
 Strickte Einhaltung der Zeitsynchronisation – alle Daten zur GNSS Zeit getacktet
Pegasus:Two
Pegasus:Backpack
Global GNSS/GPS
Triple Band, All Constellation, Novatel Propak6
Dual Velodyne VLP-16 Scanner
600,000 pts/sec, Dual 360°x 30°Capturing
Light Sensor
Automatic Brightness Adjustment
External Synch Port
Ports for additional Sensors
5 x 4MP Camera
5.5 x 5.5 microns, 360°x 200°Panoramic Image
IMU
200HZ High-End Inertial Measurement Unit
Battery operated
Hot Swap Batteries, up to 8h Operational Time
Leica Pegasus:Backpack – Ermöglicht neue Märkte zu erschliessen
Professionelle BIM Dokumentation
Kriesenplan
Pegasus:Stream
SiTrack:One
Pegasus:Backpack
Virtuelle Realitäts-Training
Sicherheit / Sicherung
Pegasus:Two
BIM
1D
2D
3D
4D / 5D
6D
Konzept
Planung
Analyse &
Bau
Betrieb & Instandhaltung
Dokumentation
■ Meilenstein Überwachung
■ Lean Scheduling (Beschaffung und
Vollständig modellbasierte
Koordination aller Disziplinen (Planer,
Unternehmer, Lieferanten etc)
■ Lifecycle BIM Dokumentation:
- Unterhalt
Bereitstellung)
- BIM / digitaler Datenaustausch
- Last Planner (Fliessende Planung und
- LEED Zertifizierung
Ausführung)
(Klassifizierung für ökologisches
- Termingerechter Arbeitsmitteleinsatz
Bauen)
■ Anlieferungen
- Detailgetreue Simulation der Installationen
■ Kontrolle der Zahlungsfreigabe
- Verfolgen einer nachhaltigen
Entwicklung
Professionelle BIM Dokumentation
Pegasus:Backpack
Professionelle BIM Dokumentation
Feststellung von Veränderungen
Anpassung der Planung und der
Meilensteinen
Kriesenplanung
Pegasus:Backpack
Kriesenplan / Rettungsplan
Fluchtwege (Behinderungen)
Kostenschätzung für die
Wiederherstellung
Virtuelles Training
Pegasus:Backpack
Realistische Daten für VR
(Visualisierungstechnologien für
Raumplanung)
Schnelle regelmässige Aktualisierung
der Daten
Sicherheits- / Gefahrenplanung
Pegasus:Backpack
Betriebssicherheits-Planung
Routenplanung / Fluchtwege bei grossen
Menschenmengen
Sicherheits- / Gefahrenplanung
Pegasus:Backpack
Erfassen und Überwachung der
Bevölkerungsdichte
Pegasus:Backpack
Erfassen und Überwachung der
Bevölkerungsdichte
SiTrack:One
Leica Scanstation P20/P30/P40
1,000,000 pts/sec
DMI (Distance Measurement Instrument)
1000HZ – Primary and Secondary
Remote Tablet Control Device
Wireless, Touch Screen
Internal Industrial PC
Multicore, Low Voltage, 1TB Internal Storage
IMU
1000HZ High-End Inertial Measurement Unit
Battery operated
Hot Swap Batteries (Batterien
unterbrechungsfrei bei laufendem Betrieb
tauschen), up to 2h Operational Time
SiTrack:One Ziel
Wartung / Kontrolle U-Bahn System
Pegasus:Stream
SiTrack:One
Schnelle Erfassungung der Schienengeometrie
Hohe Genauigkeit
Pegasus:Two
Pegasus:Backpack
SiTrack:One Kernkonzept
SiTrack:One
Fast
Safe

Einmaliges Design und
Produkteflexibilität

Vollständige Abdeckung des
Schienenverkehrsumgebung
– einschliesslich der
Bahninfrastruktur
Safe & Fast
Positionsunabhängig
Hohe Genauigkeit

Minimiert die Feldzeit von
Tagen auf Stunden

Feld Kalibrierung

Kontinuierliches Messen

Kein stop-and-go
SiTrack:One Kernkonzept
SiTrack:One
Positionsunabhängig
Safe &
Fast

Neuste berührungslose
Lasertechnologie
gekopplet mit DMI
Positionsunabhängig

Hohe Genauigkeit in
Gebieten mit
eingeschränktem oder
gänzlich ohne GNSS
Empfang
Hohe Genauigkeit
SiTrack:One Kernkonzept
SiTrack:One
Hohe Genauigkeit
Safe &
Fast

Hohe Genauigkeit der
Gleisinstandhaltung

Hochpräzise 3D Punktwolken
Synchronisierung – schnell und
effizient

On-the-fly Kalibrationsprozess
garantiert die höchste
Genauigkeit

Überwachung der Position
durch alle Sensoren
Positionsunabhängig
Hohe Genauigkeit
SiTrack:One vs Traditionelle Vermessungsmethode
SiTrack:One
SiTrack:One
Other systems
On-site survey
 700 m Tunnel zu Fuss vermessen in
15 Minute / kein stop-and-go /
kontinuierliches Vermessen
 1 Tachymeter 340 m/h
 2 Tachymeter 650 m/h
Kalibrierung /
Einpassung
 360° Sensor Kalibrierung / 5 minutes
 Minimum 3 Kontrollpunkte
 Messen der Punkte mit dem Tachymeter
 Kalibrierung des Systems vor dem Start / 15-20 Min
Passpunkte
 0
 Alle 150 m Passpunkte mit dem Tachymeter
SiRail Suite Software
SiTrack:One
SiRailScan Suite
ATrack
Suite
Gleisachse
Kollisionserkennung und Dokumentation
Fahrleitung
SiRail
Manager
Tunnel Analyse
Bahnschotter
SiRailScan
Schienen Extraktion und Dokumentation
SiTrack:One
SiRailScan
Gleisachse
Kollisionserkennung und Dokumentation
Fahrleitung
Tunnel Analyse
Bahnschotter
Automatische Extraktion der Schienen- und
Schienenachse mit Genauigkeits- und
Zuverlässigkeitswerten
Kollisionserkennung und Dokumentation
SiTrack:One
SiRailScan
Gleisachse
Kollisionserkennung und Dokumentation
Fahrleitung
Tunnel Analyse
Bahnschotter
 Kollisionserkennung unter Berücksichtigung des ZugKörperdefinition
 Schnittprofile ausgerichtet auf die Gleisachse und Vektorisierung
von erfassten Objekten
Pegasus:Stream
Pegasus:Two
-
Georadar zur
Erkennung von
Querleitungen
-
2x16 Antenne 200MHz (VV
polarized)
1x4 Antenne 600MHz (HH
polarized)
1x4 Antenne 200MHz (HH
polarized)
Antennenabstand 6cm
Datenerfassung mit 15Km/h
Erfassung bis 10Km pro Tag
Georadar zur
Erkennung der
Hauptleitungen
IDS Stream EM
Pegasus:Stream – Digitalisierung des Untergrunds
Pegasus:Stream
Über und unter dem Grund.
Erfassen und Verwalten der
Werkleitungen und Anlagen
Pegasus:Backpack
Pegasus:Two
SiTrack:One
Future is now Über und unter dem Grund erfassen der Anlagen
Anlagenerfassung im Untergrund
Bis zu 10 Meter Tiefenscan
Dedektion der Werkleitungen ohne
Aufbruch der Strasse
Dedektion von Hohlräumen
Pegasus:Stream
Pegasus:Stream
Auswertung: Beispiel Leitungsortung
Hyperbeln als Leitungsindikation
erkennen und markieren
Pegasus:Stream
Pegasus:Stream
Pegasus:Stream
Querschnitt der Leitung
Pegasus:Stream
Radardaten einer Leitung
welche in eine
unterirdische Kammer
hineinläuft (Tiefe 0,352m)
Längsschnitt der Leitung
Pegasus:Stream
Radardaten von alten
Tramgleisen (organe Linien)
lokalisiert auf einer Brücke
(Tiefe 0,586m)
Pegasus:Stream
Längsschnitt der Tramgleise
Querschnitt der
Tramgleise
Pegasus:Stream
Pegasus:Stream
Pegasus:Stream
Pegasus:Stream
Pegasus:Stream
Pegasus:Two
Pegasus:Backpack
SiTrack:One
Pegasus:Stream
Mobile Mapping für viele Anwendungen die beste Entscheidung
mit dem höchsten ROI (Return of Investment)
■ Werkleitungs-Detektion
■ Quer Profile
■ Erfassen Verkehrssignale
■ Pavement Crack Index
■ Strassen Zustandsanalyse
■ Durchfahrtshöhen Kontrolle
■ 360° Panorama
Pegasus:Stream
■ Erfassen Strassenmarkierungen
■ Hochauflösende Orthofotos ■ Verformung der Strassenoberfläche
■ Hohlraum Erkennung
■ Masten extrahieren
Mobile Mapping Leica Pegasus:Backpack
Datenerfassung und Workflow
(Michal Reiprich)