Số 44/2017: Kỹ thuật quét Laser 3D (LiDAR) di động trên đường phát triển – Số 2

Image Content

Perry Trunick 

NHIỀU CẢM BIẾN – SỐ LIỆU NHIỀU HƠN

Knaak dừng và quay lại một điểm khác nữa mà mọi người cũng đang quan tâm “Một điểm nữa mà chúng ta chưa bàn tới, đó là sự cần thiết phải có tất cả mọi thứ trên một chiếc xe hiện trường hay không”. Knaak ám chỉ các dạng cảm biến số liệu tích hợp. Bổ sung vào cho phần kỹ thuật LiDAR di động, Knaak cũng mô tả một cách chi tiết hệ thống nền tảng tối ưu phục vụ cho nhiệm vụ thu thập số liệu thực địa. “Nếu bạn có ý định di chuyển trên quãng đường dài 10.000 km để thu thập số liệu, bạn nên trang bị cho chiếc xe chuyên dụng của mình tất cả mọi thứ, mọi loại cảm biến khác nhau bởi không ai muốn đi lại quãng đường đó một lần nữa để thu thập số liệu phục vụ cho mục đích ứng dụng khác. Tất cả các nhà làm GIS đều cần số liệu LiDAR di động bởi đây là số liệu hoàn chỉnh nhất có đủ khả năng gắn kết tất cả các đối tượng trên thực địa vào thành một mô hình hoàn chỉnh, có thể điều chỉnh theo yêu cầu và quan trọng nhất chỉ có số liệu này mới giúp được các nhà làm GIS vượt ra khỏi làn xe mà họ thường di chuyển trên đường để thu thập số liệu”.


Knaak giải thích tại sao các hệ thống thu thập số liệu GIS chuẩn chỉ có khả năng quan sát trên mỗi làn xe “Các bạn sẽ không bao giờ xác định được rằng mình sẽ điều khiển phương tiện chỉ trên một làn và không di chuyển sang làn khác. Chính vì thế với số liệu GIS có vẻ như làn này đang ở đây và các làn kế tiếp được xếp trên và cao hơn, và bạn không thể tiến hành ghép nắn các làn lại bởi bạn không có phần chồng lấn giữa những khối số liệu với nhau. Bạn chỉ có thể quan sát được trên một làn xe mà thôi”.

Quỹ đạo là điểm tối quan trọng để phân biệt các công cụ thu thập số liệu khác nhau cũng như các kết quả thu được. Quỹ đạo ở đây cũng giống như quỹ đạo của tên lửa vậy. Knaak nói, quỹ đạo đảm bảo cho tất cả các thiết bị và cảm biến số liệu được gắn kết một cách chặt chẽ với nhau “Câu hỏi đặt ra là bạn sẽ phải gắn kết các cảm biến một cách chặt chẽ như thế nào với quỹ đạo? Mỗi cảm biến đều có cách thức thu nhận thông tin riêng, cách thức riêng liên kết với quỹ đạo và cuối cùng đi tới bộ phận điều khiển kiểm soát, các điểm khống chế theo nguyên tắc đo đạc”.

Một số loại cảm biến đặc biệt như cảm biến cung cấp số liệu ngầm dưới bề mặt đất lại không thể gắn kết chặt chẽ với hệ thống được. Những cảm biến này chỉ cần tìm các hố, khe nứt hoặc khoảng trống dưới mặt đất. Cao độ không quan trọng và độ chính xác cũng ở mức tương đối cỡ dm”. Nhưng máy chụp ảnh trong hệ thống LiDAR di động lại là chuyện hoàn toàn khác và tất cả các máy chụp ảnh bắt buộc phải được gắn cực kỳ chặt chẽ với quỹ đạo để có được những bức ảnh liên kết với số liệu đám mây điểm “Bạn cần hết sức lưu ý rằng bạn sẽ không thể tiến đến đâu và có được kết quả gì nếu bạn không làm đúng ngay từ đầu. Bất kỳ nơi nào khi bạn chạy xe thu thập số liệu qua, tất cả các dạng số liệu mà hệ thống ghi nhận được như đám mây điểm, ảnh chụp, định vị GNSS, định hướng trong IMU … phải hợp thành một thể thống nhất và có khả năng kiểm soát xử lý bất kỳ khi nào có yêu cầu từ phía người sử dụng kể cả việc xử lý hiệu chỉnh sau dựa vào các điểm khống chế”.

“Các bạn cũng cần hết sức lưu ý mối quan hệ cực kỳ quan trọng giữa ảnh chụp và số liệu đám mây điểm. Ảnh chụp ngày càng trở nên quan trọng đối với số liệu đám mây điểm do các cảm biến LiDAR cung cấp, ảnh chụp không chỉ cung cấp thêm thông tin mà những bức ảnh màu độ phân giải cao còn làm được nhiều việc hơn nữa. Nhưng bạn buộc phải gắn kết và định chuẩn một cách hoàn hảo giữa hai loại cảm biến số liệu này với nhau trước khi triển khai, nếu bạn chỉ nghĩ đơn giản rằng ảnh chỉ là nguồn số liệu giúp màu hóa đám mây điểm thì bạn đang vứt đi phần giá trị quan trọng của đám mây điểm ngay từ khi chưa bắt đầu”.


Không có gì là bí mật khi nhìn vào một thực tế rằng các hệ thống LiDAR di động ngày càng trở thành công cụ cung cấp số liệu tối quan trọng phục vụ cho phát triển hạ tầng cũng như thành lập bản đồ và quản lý tài sản hạ tầng. Độ chính xác của số liệu hạ tầng giao thông ngày càng trở nên quan trọng bởi sự phát triển một cách nhanh chóng của các phương tiện giao thông không người lái. Không chỉ phát triển hạ tầng là quan trọng mà việc làm thế nào để có được thông tin chính xác phục vụ cho việc bảo dưỡng duy tu hạ tầng cũng là khía cạnh không thể bỏ qua, việc thu thập được số liệu hiện trạng với tốc độ nhanh, độ chính xác cao sẽ giúp cho tất cả các quy trình xử lý liên quan đến hạ tầng diễn ra một cách nhanh chóng, tiết kiệm và thường xuyên hơn.

Glen DeVos, Giám đốc kỹ thuật hợp phần phát triển giải pháp xe hơi tự hành của Delphi nói “Chưa cần biết các phương tiện giao thông tự hành thông minh tới cỡ nào, nhưng chắc chắn nó chỉ có thể hoạt động tốt nếu chúng biết được rõ ràng thế giới quanh chúng ra sao. Các hệ thống LiDAR di động là công cụ cực kỳ quan trọng để tạo ra các bản đồ tuyến đường giao thông có độ phân giải 3D ở mức cao nhất, đây chính là nền tảng để các phương tiện tự hành tự định vị mình ở bất kỳ vị trí nào trên tuyến đường di chuyển, đây chính là yêu cầu tiên quyết để phương tiện tự hành có thể tham gia giao thông trong tương lai. Các bản đồ độ phân giải cao có chức năng gần giống với bộ nhớ của con người chúng ta, dựa trên đó mà bộ xử lý điều khiển có thể định trước được những góc cua kế tiếp, giao cắt, đèo dốc, thung lũng … LiDAR chính là công cụ giúp chúng ta tạo ra hình ảnh lớn của thực tiễn trên các hệ thống máy tính và ở thời điểm hiện tại LiDAR hoàn toàn có khả năng giúp chúng ta thực hiện được điều này không chỉ phía trước mà còn là bức tranh toàn cảnh 360 độ thực tiễn”.

Ở thời điểm này rất khó để có thể kết luận rằng LiDAR sẽ phát triển theo con đường mà giải pháp định vị toàn cầu bằng vệ tinh GPS đã phát triển để tới ngày nay chúng ta thấy GPS hiện diện trên từng thiết bị cá nhân bỏ túi như điện thoại di động hay máy tính bảng, tuy nhiên chúng ta hoàn toàn có thể thấy rõ sự cần thiết của số liệu LiDAR phục vụ cho phát triển các giải pháp phương tiện giao thông tự hành không có sự điều khiển của con người và tự hành là hợp phần tối quan trọng của các phương tiện giao thông tương lai. Trong khi chúng ta đợi chờ thời điểm phổ biến của phương tiện tự hành thì điểm mà chúng ta hoàn toàn yên tâm để đầu tư vào kỹ thuật LiDAR di động chính là sự cần thiết của số liệu đầu vào bắt buộc phải có và trên hết LiDAR di động không còn là lý thuyết hoặc những nghiên cứu có thể tiêu tốn cả hàng triệu USD tiền đầu tư, LiDAR đã trở thành ứng dụng thực tiễn và đang được sử dụng ở khắp nơi trên thế giới.

Mọi thông tin xin liên hệ với chúng tôi qua hòm thư: info@anthi.com.vn